Tektoniek is de wetenschap van wat? Mondiale tektoniek. Tektoniek in de architectuur

10.03.2020

Lees meer in het artikel Geschiedenis van de theorie van de platentektoniek

De basis van de theoretische geologie aan het begin van de 20e eeuw was de contractiehypothese. De aarde koelt af als een gebakken appel en er verschijnen rimpels in de vorm van bergketens. Deze ideeën zijn ontwikkeld door de theorie van geosynclines, gecreëerd op basis van de studie van gevouwen structuren. Deze theorie werd geformuleerd door J. Dan, die het principe van isostasie aan de contractiehypothese toevoegde. Volgens dit concept bestaat de aarde uit graniet (continenten) en basalt (oceanen). Wanneer de aarde in de oceanen wordt samengedrukt, ontstaan er tangentiële krachten die druk uitoefenen op de continenten. Deze laatste stijgen op in de bergketens en storten vervolgens in. Het materiaal dat door vernietiging wordt verkregen, wordt in de depressies afgezet.

De trage strijd van de fixisten, zoals de voorstanders van de afwezigheid van significante horizontale bewegingen werden genoemd, en de mobilisten, die beweerden dat ze nog steeds in beweging waren, met nieuwe kracht laaide op in de jaren zestig, toen, als resultaat van het bestuderen van de bodem van de oceanen, aanwijzingen werden gevonden om de ‘machine’ die de aarde werd genoemd, te begrijpen.

Aan het begin van de jaren zestig werd een reliëfkaart van de bodem van de Wereldoceaan samengesteld, waaruit bleek dat zich in het midden van de oceanen mid-oceanische ruggen bevinden, die 1,5 tot 2 km boven de met sedimenten bedekte afgrondvlakten uitsteken. Dankzij deze gegevens konden R. Dietz en G. Hess in 1962–1963 de spreidingshypothese naar voren brengen. Volgens deze hypothese vindt convectie in de mantel plaats met een snelheid van ongeveer 1 cm/jaar. Opstijgende takken van convectiecellen dragen mantelmateriaal onder de mid-oceanische ruggen, waardoor de oceaanbodem in het axiale deel van de rug elke 300 tot 400 jaar wordt vernieuwd. Continenten drijven niet op de oceanische korst, maar bewegen zich langs de mantel en worden er passief aan ‘gesoldeerd’ lithosferische platen. Volgens het concept van verspreiding zijn de oceanische bekkens van de structuur onstabiel en onstabiel, terwijl de continenten stabiel zijn.

In 1963 kreeg de spreidingshypothese sterke steun in verband met de ontdekking van magnetische stripafwijkingen op de oceaanbodem. Ze zijn geïnterpreteerd als een registratie van omkeringen van het magnetische veld van de aarde, vastgelegd in de magnetisatie van het basalt op de oceaanbodem. Daarna begon de platentektoniek aan zijn triomftocht in de aardwetenschappen. Steeds meer wetenschappers realiseerden zich dat het, in plaats van tijd te besteden aan het verdedigen van het concept van fixisme, beter is om naar de planeet te kijken vanuit het gezichtspunt van nieuwe theorie en ten slotte echte verklaringen gaan geven voor de meest complexe aardse processen.

Platentektoniek is nu bevestigd door directe metingen van plaatsnelheden met behulp van stralingsinterferometrie van verre quasars en GPS-metingen. De resultaten van vele jaren onderzoek hebben de belangrijkste bepalingen van de theorie van de platentektoniek volledig bevestigd.

Huidige stand van de platentektoniek

De afgelopen decennia heeft de platentektoniek de fundamenten ervan aanzienlijk veranderd. Nu kunnen ze als volgt worden geformuleerd:

Het bovenste deel van de vaste aarde is verdeeld in een fragiele lithosfeer en een plastic asthenosfeer. Convectie in de asthenosfeer is de belangrijkste oorzaak van plaatbeweging.

De lithosfeer is verdeeld in 8 grote platen, tientallen middelgrote platen en vele kleine platen. Kleine platen bevinden zich in banden tussen grote platen. Seismische, tektonische en magmatische activiteit concentreert zich op de plaatgrenzen.

Lithosfeerplaten worden in de eerste benadering beschreven als vaste lichamen, en hun beweging voldoet aan de rotatiestelling van Euler.

Er zijn drie hoofdtypen relatieve plaatbewegingen

divergentie (divergentie) uitgedrukt door splitsing en verspreiding;
convergentie (convergentie) uitgedrukt door subductie en botsing;
strike-slip-bewegingen langs transformatiefouten.

Verspreiding in de oceanen wordt gecompenseerd door subductie en botsing langs hun periferie, en de straal en het volume van de aarde zijn constant (deze verklaring wordt voortdurend besproken, maar is zo betrouwbaar en niet weerlegd)

De beweging van lithosferische platen wordt veroorzaakt door hun meesleuren door convectiestromen in de asthenosfeer.

Er zijn twee fundamenteel verschillende soorten aardkorst: continentale korst en oceanische korst. Sommige lithosferische platen bestaan uitsluitend uit oceanische korst (een voorbeeld is de grootste Pacifische plaat), andere bestaan uit een blok continentale korst dat in de oceanische korst is gesoldeerd.

Meer dan 90% van het aardoppervlak is bedekt door 8 grote lithosferische platen:

Tot de middelgrote platen behoren het Arabische subcontinent en de Cocos- en Juan de Fuca-platen, overblijfselen van de enorme Faralon-plaat, die een groot deel van de bodem van de Stille Oceaan vormde, maar nu is verdwenen in de subductiezone onder Amerika.

De kracht die de platen beweegt

Nu bestaat er geen twijfel over dat de beweging van platen plaatsvindt als gevolg van warmte-zwaartekrachtstromen in de mantel - convectie. De energiebron voor deze stromingen is de warmteoverdracht vanuit de centrale delen van de aarde, die een zeer hoge temperatuur hebben (volgens schattingen is de temperatuur van de kern ongeveer 5000 ° C). Verwarmde rotsen zetten uit (zie thermische uitzetting), hun dichtheid neemt af en ze drijven omhoog en maken plaats voor koudere rotsen. Deze stromen kunnen sluiten en stabiele convectiecellen vormen. Tegelijkertijd vindt in het bovenste deel van de cel de materiestroom plaats in een horizontaal vlak, en het is dit deel ervan dat de platen overbrengt.

De beweging van de platen is dus een gevolg van de afkoeling van de aarde, waarbij een deel van de thermische energie wordt omgezet in mechanisch werk, en onze planeet is in zekere zin een warmtemotor.

Wat betreft de reden hoge temperatuur het binnenste van de aarde, zijn er verschillende hypothesen. Aan het begin van de 20e eeuw was de hypothese van de radioactieve aard van deze energie populair. Het leek te worden bevestigd door schattingen van de samenstelling van de bovenste aardkorst, die zeer significante concentraties van uranium, kalium en andere radioactieve elementen vertoonden, maar later bleek dat het gehalte aan radioactieve elementen scherp afneemt met de diepte. Een ander model verklaart de verwarming door de chemische differentiatie van de aarde. Aanvankelijk was de planeet een mengsel van silicaat en metaalachtige stoffen. Maar gelijktijdig met de vorming van de planeet begon de differentiatie ervan in afzonderlijke schillen. Dichter metalen onderdeel snelden naar het centrum van de planeet en silicaten concentreerden zich in de bovenste schillen. In dit geval nam de potentiële energie van het systeem af en werd deze omgezet in thermische energie. Andere onderzoekers geloven dat de opwarming van de planeet plaatsvond als gevolg van aangroei tijdens inslagen van meteorieten op het oppervlak van een opkomend hemellichaam.

Secundaire krachten

Thermische convectie speelt een beslissende rol bij de bewegingen van platen, maar daarnaast werken er kleinere, maar niet minder belangrijke krachten op de platen.

Wanneer de oceanische korst in de mantel zinkt, veranderen de basaltsoorten waaruit deze bestaat in eclogieten, rotsen die dichter zijn dan gewone mantelrotsen - peridotieten. Daarom zinkt dit deel van de oceanische plaat in de mantel en trekt het nog niet geëclogitiseerde deel met zich mee.

Uiteenlopende of plaatscheidingsgrenzen

Dit zijn de grenzen tussen platen die in tegengestelde richtingen bewegen. In het reliëf van de aarde worden deze grenzen uitgedrukt door kloven, er heersen trekvervormingen in, de dikte van de korst wordt verminderd, de warmtestroom is maximaal en er treedt actief vulkanisme op. Als een dergelijke grens op het continent wordt gevormd, ontstaat er een continentale kloof, die later kan veranderen in een oceanisch bekken met een oceanische kloof in het midden. In oceanische kloven resulteert verspreiding in de vorming van nieuwe oceanische korst.

oceaan kloven

Op de oceanische korst zijn de kloven beperkt tot de centrale delen van de mid-oceanische ruggen. Ze vormen een nieuwe oceanische korst. Hun totale lengte is meer dan 60 duizend kilometer. Veel ervan zijn beperkt tot deze bronnen, die een aanzienlijk deel van de diepe hitte en opgeloste elementen naar de oceaan transporteren. Bronnen met hoge temperaturen worden zwarte rokers genoemd, er zijn aanzienlijke reserves aan non-ferrometalen mee verbonden.

continentale kloven

De splitsing van het continent in delen begint met de vorming van een kloof. De korst wordt dunner en beweegt uit elkaar, magmatisme begint. Er wordt een uitgebreide lineaire depressie gevormd met een diepte van ongeveer honderden meters, die wordt beperkt door een reeks normale fouten. Daarna zijn er twee scenario's mogelijk: óf de uitbreiding van de kloof stopt en deze wordt gevuld met sedimentair gesteente, dat verandert in aulacogeen, óf de continenten blijven uit elkaar bewegen en daartussen, al in typisch oceanische kloven, begint de oceanische korst zich te vormen. .

convergerende grenzen

Lees meer in het artikel Subductiezone

Convergente grenzen zijn grenzen waar platen tegen elkaar botsen. Er zijn drie opties mogelijk:

Continentale plaat met oceanische. De oceanische korst is dichter dan de continentale korst en zakt onder het continent in een subductiezone.
Oceanische plaat met oceanische. In dit geval kruipt de ene plaat onder de andere en ontstaat er ook een subductiezone, waarboven een eilandboog ontstaat.
Continentale plaat met continentaal. Er vindt een botsing plaats, er verschijnt een krachtig gevouwen gebied. Het klassieke voorbeeld is de Himalaya.

In zeldzame gevallen vindt het stoten van de oceanische korst op het continentale gebied plaats - obductie. Door dit proces zijn de ofiolieten van Cyprus, Nieuw-Caledonië, Oman en anderen ontstaan.

In subductiezones wordt de oceanische korst geabsorbeerd, waardoor het optreden ervan in MOR's wordt gecompenseerd. Ze komen uitsluitend voor complexe processen, interacties van de korst en mantel. Zo kan de oceanische korst blokken continentale korst in de mantel trekken, die vanwege hun lage dichtheid weer in de korst worden opgegraven. Dit is hoe metamorfe complexen van ultrahoge druk ontstaan, een van de meest populaire objecten van modern geologisch onderzoek.

De meeste hedendaagse subductiezones bevinden zich langs de rand van de Stille Oceaan en vormen de Pacifische Ring van Vuur. De processen die plaatsvinden in de zone van plaatconvergentie worden beschouwd als een van de meest complexe in de geologie. Het mengt blokken van verschillende oorsprong en vormt zo een nieuwe continentale korst.

Actieve continentale marges

Lees meer in het artikel Actieve continentale marge

Er ontstaat een actieve continentale marge waar de oceanische korst onder een continent wegzakt. De westkust van Zuid-Amerika wordt beschouwd als de standaard voor deze geodynamische setting, zo wordt het vaak genoemd Andes soort continentale marge. De actieve continentale rand wordt gekenmerkt door talrijke vulkanen en krachtig magmatisme in het algemeen. De smeltingen bestaan uit drie componenten: de oceanische korst, de mantel erboven en de lagere delen van de continentale korst.

Onder de actieve continentale rand is er een actieve mechanische interactie tussen de oceanische en continentale platen. Afhankelijk van de snelheid, leeftijd en dikte van de oceanische korst zijn er verschillende evenwichtsscenario’s mogelijk. Als de plaat langzaam beweegt en een relatief lage dikte heeft, schraapt het continent de sedimentaire bedekking ervan af. Sedimentgesteenten worden vermalen tot intense plooien, veranderen en worden onderdeel van de continentale korst. De resulterende structuur wordt genoemd accretionaire wig. Als de snelheid van de zinkende plaat hoog is en de sedimentaire bedekking dun is, wist de oceanische korst de bodem van het continent uit en trekt deze de mantel in.

eilandbogen

eiland boog

Lees meer in het artikel Eilandboog

Eilandbogen zijn ketens van vulkanische eilanden boven een subductiezone, die voorkomen waar een oceanische plaat onder een oceanische plaat zinkt. De Aleoeten, de Koerilen, de Marianen en vele andere archipels kunnen worden genoemd als typische moderne eilandbogen. De Japanse eilanden worden ook vaak een eilandboog genoemd, maar hun fundament is zeer oud en wordt in feite gevormd door verschillende eilandboogcomplexen uit verschillende tijden, zodat de Japanse eilanden een microcontinent zijn.

Eilandbogen worden gevormd wanneer twee oceanische platen met elkaar botsen. In dit geval bevindt een van de platen zich onderaan en wordt deze opgenomen in de mantel. Eilandboogvulkanen vormen zich op de bovenste plaat. De gebogen zijde van de eilandboog is naar de opgenomen plaat gericht. Aan deze kant bevinden zich een diepwatergeul en een voorbooggoot.

Achter de eilandboog bevindt zich een achterboogbekken (typische voorbeelden: de Zee van Okhotsk, de Zuid-Chinese Zee, etc.) waarin ook verspreiding kan plaatsvinden.

Botsing van continenten

Lees meer in het artikel Botsing van continenten

De botsing van continentale platen leidt tot het instorten van de korst en de vorming van bergketens. Een voorbeeld van een botsing is de Alpine-Himalaya-berggordel, gevormd door de sluiting van de Tethys-oceaan en een botsing met de Euraziatische plaat van Hindoestan en Afrika. Als gevolg hiervan neemt de dikte van de korst aanzienlijk toe, onder de Himalaya is deze 70 km. Dit is een onstabiele structuur, die intensief wordt vernietigd door oppervlakte- en tektonische erosie. Granieten worden gesmolten uit gemetamorfoseerde sedimentaire en stollingsgesteenten in de korst met een sterk toegenomen dikte. Dit is hoe de grootste batholieten werden gevormd, bijvoorbeeld Angara-Vitimsky en Zerenda.

Grenzen transformeren

Waar platen parallel bewegen, maar met verschillende snelheden, treden transformatiefouten op: grandioze schuiffouten die wijdverbreid zijn in de oceanen en zeldzaam op de continenten.

Transformeer kloven

Lees meer in het artikel Transform Fault

In de oceanen lopen transformatiefouten loodrecht op mid-oceanische ruggen (MOR's) en verdelen ze in segmenten van gemiddeld 400 km breed. Tussen de segmenten van de rand bevindt zich een actief deel van de transformatiefout. In dit gebied komen voortdurend aardbevingen en bergopbouw voor, er worden talloze verenstructuren rond de breuk gevormd - stoten, plooien en grijpers. Als gevolg hiervan worden mantelrotsen vaak blootgelegd in de breukzone.

Aan beide zijden van de MOR-segmenten bevinden zich inactieve delen van transformatiefouten. Er vinden daarin geen actieve bewegingen plaats, maar ze komen duidelijk tot uiting in de topografie van de oceaanbodem als lineaire opstijgingen met een centrale depressie. .

Transformatiefouten vormen een regelmatig raster en ontstaan uiteraard niet door toeval, maar door objectieve fysieke redenen. De combinatie van numerieke modelgegevens, thermofysische experimenten en geofysische observaties maakte het mogelijk om erachter te komen dat mantelconvectie een driedimensionale structuur heeft. Naast de hoofdstroom uit de MOR ontstaan er in de convectiecel longitudinale stromingen door de afkoeling van het bovenste deel van de stroming. Deze afgekoelde materie stroomt langs de hoofdrichting van de mantelstroom naar beneden. Het is in de zones van deze secundaire dalende stroom dat de transformatiefouten zich bevinden. Dit model komt goed overeen met de gegevens over de warmtestroom: er wordt een afname waargenomen over de transformatiefouten.

Verschuivingen over de continenten

Lees meer in het artikel Shift

Grenzen van schuifplaten op continenten zijn relatief zeldzaam. Misschien wel het enige momenteel actieve voorbeeld van dit type grens is de San Andreas-breuk, die de Noord-Amerikaanse plaat scheidt van de Stille Oceaan. De 1300 kilometer lange San Andreas-breuk is een van de meest seismisch actieve regio's ter wereld: platen verschuiven 0,6 cm per jaar ten opzichte van elkaar, aardbevingen met een kracht van meer dan 6 eenheden komen gemiddeld eens in de 22 jaar voor. De stad San Francisco en een groot deel van de San Francisco Bay Area zijn in de nabijheid van deze breuklijn gebouwd.

Intraplate-processen

De eerste formuleringen van de platentektoniek beweerden dat vulkanisme en seismische verschijnselen geconcentreerd waren langs de grenzen van de platen, maar het werd al snel duidelijk dat specifieke tektonische en magmatische processen binnen de platen plaatsvonden, die ook binnen het raamwerk van deze theorie werden geïnterpreteerd. Onder de intraplaatprocessen werd in sommige gebieden een speciale plaats ingenomen door de verschijnselen van langdurig basaltmagmatisme, de zogenaamde hotspots.

Hotspots

Op de bodem van de oceanen bevinden zich talloze vulkanische eilanden. Sommigen van hen bevinden zich in ketens met opeenvolgende leeftijdsveranderingen. Een klassiek voorbeeld van zo'n onderwaterrug is de Hawaiiaanse onderzeese bergkam. Het rijst boven het oceaanoppervlak uit in de vorm van de Hawaiiaanse eilanden, van waaruit een keten van onderzeese bergen met steeds toenemende leeftijd zich uitstrekt naar het noordwesten, waarvan sommige, bijvoorbeeld Midway Atoll, naar de oppervlakte komen. Op een afstand van ongeveer 3000 km van Hawaï draait de keten iets naar het noorden en wordt al de Imperial Range genoemd. Het wordt onderbroken in een diepwatergeul voor de Aleoeten-eilandboog.

Om deze verbazingwekkende structuur te verklaren, werd gesuggereerd dat er zich onder de Hawaiiaanse eilanden een hete plek bevindt - een plaats waar een hete mantelstroom naar de oppervlakte stijgt, waardoor de oceanische korst die erboven beweegt, smelt. Er zijn nu veel van dergelijke punten op aarde. De mantelstroom die deze veroorzaakt, wordt een pluim genoemd. In sommige gevallen wordt uitgegaan van een uitzonderlijk diepe oorsprong van de pluimstof, tot aan de kern-mantelgrens.

Vallen en oceanische plateaus

Naast langdurige hotspots vinden er soms ook grote hoeveelheden smeltwater plaats in de platen, die vallen vormen op de continenten, en op oceanische plateaus in de oceanen. De eigenaardigheid van dit soort magmatisme is dat het plaatsvindt in een geologisch korte tijd in de orde van enkele miljoenen jaren, maar grote gebieden bestrijkt (tienduizenden km²) en een kolossale hoeveelheid basalt uitstort, vergelijkbaar met hun aantal, waarbij het kristalliseert. in de midoceanische ruggen.

Siberische vallen zijn bekend op het Oost-Siberische platform, vallen op het Deccan-plateau op het Hindoestaanse continent en vele andere. Er wordt ook gedacht dat vallen worden veroorzaakt door hete mantelstromen, maar in tegenstelling tot hotspots zijn ze van korte duur en is het verschil daartussen niet helemaal duidelijk.

Hotspots en vallen gaven aanleiding tot de creatie van de zogenaamde pluim geotektoniek, waarin wordt gesteld dat niet alleen reguliere convectie, maar ook pluimen een belangrijke rol spelen in geodynamische processen. Pluimentektoniek is niet in tegenspraak met de platentektoniek, maar is een aanvulling daarop.

Platentektoniek als wetenschappelijk systeem

Kaart van tektonische platen

Tektoniek kan niet langer worden gezien als een puur geologisch concept. Het speelt een sleutelrol in alle geowetenschappen; er zijn verschillende methodologische benaderingen met verschillende basisconcepten en principes in geïdentificeerd.

Vanuit oogpunt kinematische aanpak kunnen de bewegingen van de platen worden beschreven door de geometrische wetten van de beweging van figuren op de bol. De aarde wordt gezien als een mozaïek van platen verschillende maat bewegen ten opzichte van elkaar en de planeet zelf. Paleomagnetische gegevens maken het mogelijk om de positie van de magnetische pool ten opzichte van elke plaat te reconstrueren verschillende momenten tijd. Generalisatie van gegevens over verschillende platen leidde tot de reconstructie van de gehele reeks relatieve verplaatsingen van platen. Door deze gegevens te combineren met informatie van statische hotspots werd het mogelijk om de absolute bewegingen van de platen en de geschiedenis van de beweging van de magnetische polen van de aarde te bepalen.

Thermofysische benadering beschouwt de aarde als een warmtemotor, waarin thermische energie wordt gedeeltelijk mechanisch. Binnen het raamwerk van deze benadering wordt de beweging van materie in de binnenste lagen van de aarde gemodelleerd als een stroom van een stroperige vloeistof, beschreven door de Navier-Stokes-vergelijkingen. Mantelconvectie gaat gepaard met faseovergangen en chemische reacties, die een beslissende rol spelen in de structuur van mantelstromen. Gebaseerd op geofysische geluidsgegevens, de resultaten van thermofysische experimenten en analytische en numerieke berekeningen proberen wetenschappers de structuur van mantelconvectie te detailleren, stroomsnelheden te vinden en andere belangrijke kenmerken diepe processen. Deze gegevens zijn vooral belangrijk voor het begrijpen van de structuur van de diepste delen van de aarde - de onderste mantel en de kern, die ontoegankelijk zijn voor direct onderzoek, maar ongetwijfeld een enorme impact hebben op de processen die plaatsvinden op het oppervlak van de planeet.

Geochemische benadering. Voor de geochemie is platentektoniek belangrijk als mechanisme voor de voortdurende uitwisseling van materie en energie tussen de verschillende schillen van de aarde. Elke geodynamische omgeving wordt gekenmerkt door specifieke associaties van rotsen. Deze karakteristieke kenmerken kunnen op hun beurt worden gebruikt om de geodynamische omgeving te bepalen waarin het gesteente werd gevormd.

Historische benadering. In de zin van de geschiedenis van de planeet Aarde is platentektoniek de geschiedenis van het verbinden en splitsen van continenten, het ontstaan en uitsterven van vulkanische ketens, het verschijnen en sluiten van oceanen en zeeën. Nu is voor grote blokken van de aardkorst de geschiedenis van verplaatsingen zeer gedetailleerd en over een aanzienlijke periode vastgesteld, maar voor kleine platen zijn de methodologische problemen veel groter. De meest complexe geodynamische processen vinden plaats in de botsingszones van platen, waar bergketens worden gevormd, samengesteld uit vele kleine heterogene blokken - terranes, uitgevoerd in 1999 door het Proterozoïsche ruimtestation. Voordien had de mantel mogelijk een andere structuur van massaoverdracht, waarbij een grote rol niet werd gespeeld door gestage convectiestromen, maar door turbulente convectie en pluimen.

Plaatbewegingen uit het verleden

Lees meer in het artikel Geschiedenis van bewegende platen

Reconstructie van plaatbewegingen uit het verleden is een van de hoofdonderwerpen van geologisch onderzoek. Met verschillende mate van detail zijn de posities van de continenten en de blokken waaruit ze zijn gevormd gereconstrueerd tot aan het Archean.

Het beweegt naar het noorden en verplettert de Euraziatische plaat, maar blijkbaar is de bron van deze beweging al bijna uitgeput, en in de nabije toekomst zal er een nieuwe subductiezone verschijnen in de Indische Oceaan, waarin de oceanische korst Indische Oceaan zal worden opgenomen onder het Indiase continent.

Effect van plaatbewegingen op het klimaat

De locatie van grote continentale massa's in de poolgebieden draagt bij aan een algemene daling van de temperatuur op de planeet, omdat zich op de continenten ijskappen kunnen vormen. Hoe meer ontwikkelde ijstijd, hoe groter het albedo van de planeet en hoe lager de gemiddelde jaartemperatuur.

Bovendien bepaalt de relatieve positie van de continenten de oceanische en atmosferische circulatie.

Een eenvoudig en logisch schema: continenten in de poolgebieden - ijstijd, continenten in de equatoriale gebieden - temperatuurstijging blijkt echter onjuist te zijn in vergelijking met geologische gegevens over het verleden van de aarde. Kwartaire ijstijd vond pas echt plaats toen Antarctica dichtbij de Zuidpool bleek te liggen, en op het noordelijk halfrond Eurazië en Noord Amerika benaderd Noordpool. Aan de andere kant vond de sterkste Proterozoïsche ijstijd, waarin de aarde bijna volledig bedekt was met ijs, plaats toen de meeste continentale massa's zich in het equatoriale gebied bevonden.

Bovendien vinden er significante veranderingen plaats in de positie van de continenten over een periode van ongeveer tientallen miljoenen jaren, terwijl de totale duur van ijstijden ongeveer enkele miljoenen jaren bedraagt, en gedurende één ijstijd zijn er cyclische veranderingen van ijstijden en interglaciale perioden. . Al deze klimaatveranderingen vinden snel plaats vergeleken met de snelheid waarmee de continenten bewegen, en daarom kan plaatbeweging niet de oorzaak zijn.

Uit het voorgaande volgt dat plaatbewegingen hierin geen doorslaggevende rol spelen klimaatverandering, maar kan een belangrijke aanvullende factor zijn die hen "duwt".

Betekenis van platentektoniek

Platentektoniek heeft een rol gespeeld in de aardwetenschappen die vergelijkbaar is met het heliocentrische concept in de astronomie, of de ontdekking van DNA in de genetica. Voordat de theorie van de platentektoniek werd aangenomen, waren de aardwetenschappen beschrijvend. Ze bereikten een hoog niveau van perfectie bij het beschrijven van natuurlijke objecten, maar waren zelden in staat de oorzaken van processen te verklaren. Tegengestelde concepten kunnen domineren in verschillende takken van de geologie. Platentektoniek verbond de verschillende wetenschappen van de aarde en gaf ze voorspellende kracht.

V.E. Khain. over kleinere regio's en kleinere tijdschalen.

1)_De eerste hypothese ontstond in de tweede helft van de 18e eeuw en werd de opwaartse hypothese genoemd. Het werd voorgesteld door MV Lomonosov, Duitse wetenschappers A. von Humboldt en L. von Buch, Scot J. Hutton. De essentie van de hypothese is als volgt: het opstijgen van bergen wordt veroorzaakt door de opkomst van gesmolten magma uit de diepten van de aarde, dat onderweg een duwend effect had op de omringende lagen, wat leidde tot de vorming van plooien en afgronden van verschillende groottes . Lomonosov was de eerste die twee soorten tektonische bewegingen onderscheidde: langzaam en snel, en veroorzaakte aardbevingen.
2) In het midden van de 19e eeuw werd deze hypothese vervangen door de contractiehypothese van de Franse wetenschapper Elie de Beaumont. Het was gebaseerd op de kosmogonische hypothese van Kant en Laplace over de oorsprong van de aarde als een aanvankelijk heet lichaam met daaropvolgende geleidelijke afkoeling. Dit proces leidde tot een afname van het volume van de aarde, en als gevolg daarvan werd de aardkorst samengedrukt en ontstonden gevouwen bergstructuren die leken op gigantische "rimpels".
3) In het midden van de 19e eeuw ontdekten de Engelsman D. Airy en de priester uit Calcutta D. Pratt een patroon in de posities van zwaartekrachtafwijkingen - hoog in de bergen bleken de afwijkingen negatief te zijn, d.w.z. een massa Er werd een tekort ontdekt en in de oceanen waren de afwijkingen positief. Om dit fenomeen te verklaren werd een hypothese voorgesteld, volgens welke de aardkorst op een zwaarder en stroperiger substraat drijft en zich in een isostatisch evenwicht bevindt, dat wordt verstoord door de werking van externe radiale krachten.
4) De kosmogonische hypothese van Kant-Laplace werd vervangen door de hypothese van O. Yu.Schmidt over de aanvankelijke vaste, koude en homogene toestand van de aarde. Er was behoefte aan een andere aanpak bij het uitleggen van de formatie aardkorst. Een dergelijke hypothese werd voorgesteld door V. V. Belousov. Radiomigratie heet dat. De essentie van deze hypothese:
1. De belangrijkste energiefactor is radioactiviteit. De opwarming van de aarde met daaropvolgende verdichting van de materie vond plaats als gevolg van de hitte van radioactief verval. Radioactieve elementen waren in de beginfase van de ontwikkeling van de aarde gelijkmatig verdeeld, en daarom was de verwarming sterk en alomtegenwoordig.
2. Het verwarmen van de primaire substantie en de verdichting ervan leidden tot de scheiding van magma of de differentiatie ervan in basalt en graniet. Deze laatste geconcentreerde radioactieve elementen. Terwijl een lichter, granietachtig magma erin “dreef”. bovenste deel Aarde, en het basalt stortte naar beneden. Tegelijkertijd was er ook een temperatuurverschil.

Moderne geotectonische hypothesen worden ontwikkeld met behulp van de ideeën van het mobilisme. Dit idee is gebaseerd op het concept van de overheersing van horizontale bewegingen in de tektonische bewegingen van de aardkorst.

5) Om het mechanisme en de volgorde van geotectonische processen te verklaren, stelde de Duitse wetenschapper A. Wegener voor het eerst de hypothese van horizontale continentale drift voor.
1. De gelijkenis van de contouren van de kusten van de Atlantische Oceaan, vooral op het zuidelijk halfrond (nabij Zuid-Amerika en Afrika).
2. Gelijkenis geologische structuur continenten (samenloop van enkele regionale tektonische inslagen, gelijkenis in samenstelling en ouderdom van gesteenten, enz.).

hypothese van lithosferische platentektoniek of nieuwe mondiale tektoniek. De belangrijkste punten van deze hypothese zijn:

1. De aardkorst vormt met het bovenste deel van de mantel de lithosfeer, met daaronder de plastische asthenosfeer. De lithosfeer is verdeeld in grote blokken (platen). De grenzen van de platen zijn kloofzones, diepwatergeulen, die grenzen aan breuken die diep in de mantel doordringen - dit zijn de Benioff-Zavaritsky-zones, evenals zones met moderne seismische activiteit.
2. Lithosfeerplaten bewegen horizontaal. Deze beweging wordt bepaald door twee hoofdprocessen: de platen uit elkaar duwen of spreiden, de ene plaat onder de andere onderdompelen - subductie of de ene plaat op de andere duwen - obductie.
3. Basalten uit de mantel komen periodiek de uit elkaar getrokken zone binnen. Bewijs van de scheiding wordt geleverd door magnetische stripafwijkingen in basalt.
4. In de gebieden van eilandbogen worden zones van accumulatie van bronnen van diepgaande aardbevingen onderscheiden, die zones van verzakking van een plaat met basaltachtige oceanische korst onder de continentale korst weerspiegelen, dat wil zeggen dat deze zones subductiezones weerspiegelen. In deze zones zakt een deel van het materiaal door verbrijzeling en smelten, terwijl het andere deel in de vorm van vulkanen en indringers het continent binnendringt, waardoor de dikte van de continentale korst toeneemt.

Platentektoniek is een moderne geologische theorie over de beweging van de lithosfeer. Volgens deze theorie zijn mondiale tektonische processen gebaseerd op horizontale beweging van relatief integrale blokken van de lithosfeer - lithosferische platen. Platentektoniek houdt dus rekening met de bewegingen en interacties van lithosferische platen. Alfred Wegener stelde de horizontale beweging van aardkorstblokken voor het eerst voor in de jaren twintig als onderdeel van de ‘continentale drift’-hypothese, maar deze hypothese kreeg destijds geen steun. Pas in de jaren zestig leverden studies van de oceaanbodem onbetwistbaar bewijs van de horizontale beweging van platen en de processen van uitzetting van de oceanen als gevolg van de vorming (verspreiding) van de oceanische korst. De heropleving van ideeën over de overheersende rol van horizontale bewegingen vond plaats in het kader van de 'mobilistische' richting, waarvan de ontwikkeling leidde tot de ontwikkeling van de moderne theorie van de platentektoniek. De belangrijkste bepalingen van de platentektoniek werden in 1967-68 geformuleerd door een groep Amerikaanse geofysici – W.J. Morgan, C. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes bij de ontwikkeling van eerdere (1961-62) ideeën over Amerikaanse wetenschappers G. Hess en R. Digts over de uitzetting (spreiding) van de oceaanbodem. 1). Het bovenste stenen deel van de planeet is verdeeld in twee schillen, die qua reologische eigenschappen aanzienlijk verschillen: een stijve en broze lithosfeer en een onderliggende plastic en mobiele asthenosfeer. 2). De lithosfeer is verdeeld in platen die voortdurend langs het oppervlak van de plastic asthenosfeer bewegen. De lithosfeer is verdeeld in 8 grote platen, tientallen middelgrote platen en vele kleine platen. Tussen de grote en middelgrote platen bevinden zich banden die zijn samengesteld uit een mozaïek van kleine aardkorstplaten. 3). Er zijn drie soorten relatieve plaatbewegingen: divergentie (divergentie), convergentie (convergentie) en schuifbewegingen. 4). Het volume van de oceanische korst dat wordt geabsorbeerd in subductiezones is gelijk aan het volume van de korst dat wordt gevormd in verspreidingszones. Deze bepaling benadrukt de mening over de constantheid van het volume van de aarde. 5). De belangrijkste oorzaak van plaatbeweging is mantelconvectie, veroorzaakt door mantelwarmte en zwaartekrachtstromen.

De energiebron voor deze stromingen is het temperatuurverschil tussen de centrale delen van de aarde en de temperatuur van de delen aan het oppervlak. Tegelijkertijd komt het grootste deel van de endogene warmte vrij op de grens van de kern en de mantel tijdens het proces van diepe differentiatie, dat het verval van de primaire chondritische substantie bepaalt, waarbij het metalen deel naar het midden snelt en toeneemt de kern van de planeet, en het silicaatgedeelte is geconcentreerd in de mantel, waar het verder differentiatie ondergaat. 6). Plaatbewegingen gehoorzamen aan de wetten van de sferische geometrie en kunnen worden beschreven op basis van de stelling van Euler. De rotatiestelling van Euler stelt dat elke rotatie van de driedimensionale ruimte een as heeft. Rotatie kan dus worden beschreven door drie parameters: de coördinaten van de rotatie-as (bijvoorbeeld de breedte- en lengtegraad) en de rotatiehoek.

Geografische gevolgen van de beweging van Lith-platen (seismische activiteit neemt toe, er ontstaan breuken, er verschijnen ruggen, enzovoort). In de theorie van de platentektoniek wordt de sleutelpositie ingenomen door het concept van de geodynamische omgeving: een karakteristieke geologische structuur met een bepaalde verhouding van platen. In dezelfde geodynamische omgeving vinden hetzelfde soort tektonische, magmatische, seismische en geochemische processen plaats.

Volgens moderne theorieën over lithosferische platen de hele lithosfeer is verdeeld in afzonderlijke blokken door smalle en actieve zones - diepe breuken - die in de plastic laag van de bovenmantel ten opzichte van elkaar bewegen met een snelheid van 2-3 cm per jaar. Deze blokken worden genoemd lithosferische platen.

Een kenmerk van lithosferische platen is hun stijfheid en het vermogen om, bij afwezigheid van externe invloeden, lange tijd laat de vorm en structuur ongewijzigd.

Lithosfeerplaten zijn mobiel. Hun beweging langs het oppervlak van de asthenosfeer vindt plaats onder invloed van convectiestromen in de mantel. Afzonderlijke lithosferische platen kunnen ten opzichte van elkaar divergeren, naderen of verschuiven. In het eerste geval ontstaan er spanningszones tussen de platen met scheuren langs de grenzen van de platen, in het tweede geval compressiezones die gepaard gaan met het duwen van de ene plaat op de andere (duwkracht - obductie; onderdruk - subductie), in het derde geval - afschuifzones - breuken waarlangs het verschuiven van aangrenzende platen plaatsvindt.

Bij het samenkomen van continentale platen botsen ze en vormen berggordels. Dit is hoe het Himalaya-gebergte bijvoorbeeld ontstond op de grens van de Euraziatische en Indo-Australische platen (Fig. 1).

Rijst. 1. Botsing van continentale lithosferische platen

Wanneer de continentale en oceanische platen op elkaar inwerken, beweegt de plaat met de oceanische korst onder de plaat met de continentale korst (Fig. 2).

Rijst. 2. Botsing van continentale en oceanische lithosferische platen

Als gevolg van de botsing van continentale en oceanische lithosferische platen worden diepzeegeulen en eilandbogen gevormd.

De divergentie van lithosferische platen en de vorming van een oceanisch type aardkorst als gevolg hiervan wordt getoond in figuur 2. 3.

De axiale zones van mid-oceanische ruggen worden gekenmerkt door kloven(van Engels. kloof- spleet, barst, breuk) - een grote lineaire tektonische structuur van de aardkorst met een lengte van honderden, duizenden, een breedte van tientallen en soms honderden kilometers, voornamelijk gevormd tijdens het horizontaal uitrekken van de korst (Fig. 4). Er worden zeer grote kloven genoemd gespleten riemen, zones of systemen.

Omdat de lithosferische plaat uit één enkele plaat bestaat, is elk van zijn fouten een bron van seismische activiteit en vulkanisme. Deze bronnen zijn geconcentreerd binnen relatief smalle zones, waarlangs onderlinge verplaatsingen en wrijvingen van aangrenzende platen optreden. Deze zones worden genoemd seismische banden. Riffen, mid-oceanische ruggen en diepzeegeulen zijn mobiele gebieden op aarde en bevinden zich op de grenzen van lithosferische platen. Dit geeft aan dat het proces van vorming van de aardkorst in deze zones momenteel zeer intensief is.

Rijst. 3. Divergentie van lithosferische platen in de zone tussen de nano-oceanische rug

Rijst. 4. Schema van kloofvorming

De meeste breuken in de lithosferische platen bevinden zich op de bodem van de oceanen, waar de aardkorst dunner is, maar ze worden ook op het land aangetroffen. De grootste breuk op het land bevindt zich in Oost-Afrika. Het strekte zich uit over 4000 km. De breedte van deze breuk bedraagt 80-120 km.

Momenteel kunnen zeven grootste platen worden onderscheiden (Fig. 5). Hiervan is het grootste gebied de Stille Oceaan, die volledig uit oceanische lithosfeer bestaat. In de regel wordt de Nazca-plaat ook wel groot genoemd, die meerdere malen kleiner is dan elk van de zeven grootste. Tegelijkertijd suggereren wetenschappers dat de Nazca-plaat in feite veel groter is dan we hem op de kaart zien (zie figuur 5), omdat een aanzienlijk deel ervan onder de aangrenzende platen lag. Deze plaat bestaat ook alleen uit oceanische lithosfeer.

Rijst. 5. De lithosferische platen van de aarde

Een voorbeeld van een plaat die zowel de continentale als de oceanische lithosfeer omvat, is bijvoorbeeld de Indo-Australische lithosfeerplaat. De Arabische plaat bestaat vrijwel geheel uit de continentale lithosfeer.

De theorie van lithosferische platen is belangrijk. In de eerste plaats kan het verklaren waarom er op sommige plekken op aarde bergen liggen, en op andere plekken juist vlakten. Met behulp van de theorie van lithosferische platen is het mogelijk catastrofale verschijnselen die zich aan de grenzen van platen voordoen, te verklaren en te voorspellen.

Rijst. 6. De contouren van de continenten lijken echt compatibel

Continentale drifttheorie

De theorie van lithosferische platen komt voort uit de theorie van continentale drift. Terug in de 19e eeuw Veel geografen merkten op dat als je naar een kaart kijkt, je kunt opmerken dat de kusten van Afrika en Zuid-Amerika bij hun nadering compatibel lijken (Fig. 6).

De opkomst van de hypothese van de beweging van de continenten wordt geassocieerd met de naam van de Duitse wetenschapper Alfred Wegener(1880-1930) (Fig. 7), die dit idee het meest volledig ontwikkelde.

Wegener schreef: "In 1910 kwam het idee om de continenten te verplaatsen voor het eerst bij me op ... toen ik werd getroffen door de gelijkenis van de contouren van de kusten aan beide zijden van de Atlantische Oceaan." Hij suggereerde dat er in het vroege Paleozoïcum twee grote continenten op aarde waren: Laurasia en Gondwana.

Laurazië was het noordelijke vasteland, dat de gebieden van het moderne Europa, Azië zonder India en Noord-Amerika omvatte. zuidelijke vasteland- Gondwana verenigde de moderne gebieden van Zuid-Amerika, Afrika, Antarctica, Australië en Hindoestan.

Tussen Gondwana en Laurasia lag de eerste zee - Tethys, als een enorme baai. De rest van de ruimte op aarde werd ingenomen door de Panthalassa-oceaan.

Ongeveer 200 miljoen jaar geleden werden Gondwana en Laurasia verenigd in één enkel continent: Pangaea (Pan - universeel, Ge - aarde) (Fig. 8).

Rijst. 8. Het bestaan van één enkel continent Pangea (wit - land, stippen - ondiepe zee)

Ongeveer 180 miljoen jaar geleden begon het vasteland van Pangea opnieuw te worden verdeeld in samenstellende delen, die zich op het oppervlak van onze planeet vermengden. De verdeling vond als volgt plaats: eerst verschenen Laurasia en Gondwana weer, daarna verdeelde Laurasia zich en daarna splitste Gondwana zich ook. Door de splitsing en divergentie van delen van Pangea werden oceanen gevormd. De jonge oceanen kunnen worden beschouwd als de Atlantische en Indische; oud - Rustig. De Noordelijke IJszee raakte geïsoleerd door de toename van de landmassa op het noordelijk halfrond.

Rijst. 9. Locatie en richtingen van continentale drift in het Krijt, 180 miljoen jaar geleden

A. Wegener heeft veel bewijs gevonden voor het bestaan van één enkel continent op aarde. Bijzonder overtuigend leek hem het bestaan in Afrika en Zuid-Amerika van de overblijfselen van oude dieren - leafosauriërs. Dit waren reptielen, vergelijkbaar met kleine nijlpaarden, die alleen in zoetwaterreservoirs leefden. Dit betekent dat ze geen grote afstanden konden zwemmen in zout zeewater. Hij vond soortgelijk bewijs in de plantenwereld.

Interesse in de hypothese van de beweging van de continenten in de jaren dertig van de twintigste eeuw. nam enigszins af, maar in de jaren zestig herleefde het weer, toen, als resultaat van onderzoek naar het reliëf en de geologie van de oceaanbodem, gegevens werden verkregen die de processen van uitzetting (spreiding) van de oceanische korst en het ‘duiken’ van sommige oceanische korsten aangaven. delen van de korst onder andere (subductie).

Lithosfeerplaten- grote stijve blokken van de lithosfeer van de aarde, begrensd door seismisch en tektonisch actieve breukzones.

De platen worden in de regel gescheiden door diepe breuken en bewegen langs de stroperige laag van de mantel ten opzichte van elkaar met een snelheid van 2-3 cm per jaar. Waar continentale platen botsen, ontstaan ze berg riemen . Wanneer de continentale en oceanische platen op elkaar inwerken, beweegt de plaat met de oceanische korst onder de plaat met de continentale korst, wat resulteert in de vorming van diepzeegeulen en eilandbogen.

De beweging van lithosferische platen houdt verband met de beweging van materie in de mantel. In afzonderlijke delen van de mantel stijgen krachtige stromen van warmte en materie uit de diepte naar het oppervlak van de planeet.

Ruim 90% van het aardoppervlak is bedekt 13 de grootste lithosferische platen.

Kloof– een enorme breuk in de aardkorst, gevormd tijdens het horizontaal uitrekken (d.w.z. waar de stromen van warmte en materie uiteenlopen). In de kloven is er een uitstorting van magma, nieuwe fouten, horsts, grabens verschijnen. Er vormen zich mid-oceanische ruggen.

Eerst continentale drifthypothese (d.w.z. de horizontale beweging van de aardkorst) voorgesteld aan het begin van de twintigste eeuw A. Wegener. Op basis daarvan gecreëerd theorie van lithosferische platen m. Volgens deze theorie is de lithosfeer geen monoliet, maar bestaat hij uit grote en kleine platen, die op de asthenosfeer 'zweven'. De grensgebieden tussen lithosferische platen worden genoemd seismische banden - dit zijn de meest "rusteloze" gebieden van de planeet.

De aardkorst is verdeeld in stabiele (platforms) en mobiele delen (gevouwen gebieden - geosynclines).

- krachtige onderwaterbergstructuren in de oceaanbodem, die meestal een middenpositie innemen. In de buurt van mid-oceanische ruggen bewegen lithosferische platen uit elkaar en verschijnt er jonge basalt oceanische korst. Het proces gaat gepaard met intens vulkanisme en hoge seismiciteit.

Continentale kloofzones zijn bijvoorbeeld het Oost-Afrikaanse kloofsysteem, het Baikal-kloofsysteem. Rifts worden, net als mid-oceanische ruggen, gekenmerkt door seismische activiteit en vulkanisme.

Platentektoniek- een hypothese die suggereert dat de lithosfeer is verdeeld in grote platen die in horizontale richting langs de mantel bewegen. In de buurt van mid-oceanische ruggen bewegen lithosferische platen uit elkaar en stapelen zich op als gevolg van materie die uit de ingewanden van de aarde opstijgt; in diepzeegeulen beweegt de ene plaat onder de andere en wordt geabsorbeerd door de mantel. Op plaatsen waar platen botsen ontstaan gevouwen structuren.

De basis van de theoretische geologie aan het begin van de 20e eeuw was de contractiehypothese. De aarde koelt af als een gebakken appel en er verschijnen rimpels in de vorm van bergketens. Deze ideeën zijn ontwikkeld door de theorie van geosynclines, gecreëerd op basis van de studie van gevouwen structuren. Deze theorie werd geformuleerd door James Dana, die het principe van isostasie aan de contractiehypothese toevoegde. Volgens dit concept bestaat de aarde uit graniet (continenten) en basalt (oceanen). Wanneer de aarde in de oceanen wordt samengedrukt, ontstaan er tangentiële krachten die druk uitoefenen op de continenten. Deze laatste stijgen op in de bergketens en storten vervolgens in. Het materiaal dat door vernietiging wordt verkregen, wordt in de depressies afgezet.

Daarnaast ging Wegener op zoek naar geofysisch en geodetisch bewijsmateriaal. In die tijd was het niveau van deze wetenschappen echter duidelijk niet voldoende om de huidige beweging van de continenten vast te leggen. In 1930 stierf Wegener tijdens een expeditie naar Groenland, maar voor zijn dood wist hij al dat de wetenschappelijke gemeenschap zijn theorie niet accepteerde.

Aanvankelijk continentale drift theorie werd gunstig aanvaard door de wetenschappelijke gemeenschap, maar werd in 1922 door verschillende bekende deskundigen tegelijk ernstig bekritiseerd. Het belangrijkste argument tegen de theorie was de vraag naar de kracht die de platen beweegt. Wegener geloofde dat de continenten langs het basalt van de oceaanbodem bewegen, maar dit vergde een enorme inspanning en niemand kon de bron van deze kracht noemen. De Corioliskracht, getijdenverschijnselen en enkele andere werden voorgesteld als bron van plaatbewegingen, maar de eenvoudigste berekeningen lieten zien dat ze allemaal absoluut niet voldoende zijn om enorme continentale blokken te verplaatsen.

Critici van Wegeners theorie stelden de vraag naar de kracht die de continenten in beweging brengt voorop en negeerden alle vele feiten die de theorie onvoorwaardelijk bevestigden. In feite vonden ze het enige probleem waarin het nieuwe concept machteloos was, en zonder constructieve kritiek verwierpen ze het belangrijkste bewijsmateriaal. Na de dood van Alfred Wegener werd de theorie van continentale drift verworpen, gezien de status van een marginale wetenschap, en het overgrote deel van het onderzoek werd nog steeds uitgevoerd binnen het raamwerk van de theorie van geosynclines. Toegegeven, ze moest ook zoeken naar verklaringen voor de geschiedenis van de vestiging van dieren op de continenten. Hiervoor werden landbruggen uitgevonden die de continenten met elkaar verbonden, maar zich in de diepten van de zee stortten. Dit was een nieuwe geboorte van de legende van Atlantis. Het is vermeldenswaard dat sommige wetenschappers het oordeel van de wereldautoriteiten niet erkenden en bleven zoeken naar bewijs van de beweging van de continenten. Dus du Toit Alexander du Toit) verklaarde de vorming van het Himalaya-gebergte door de botsing van Hindoestan en de Euraziatische plaat.

De trage strijd tussen de fixisten, zoals de voorstanders van de afwezigheid van significante horizontale bewegingen werden genoemd, en de mobilisten, die betoogden dat de continenten wel degelijk bewogen, laaide met hernieuwde kracht op in de jaren zestig, toen, als resultaat van het bestuderen van de bodem van de oceanen, de sleutels tot het begrijpen van de ‘machine’ die de Aarde heet.

Aan het begin van de jaren zestig werd een topografische kaart van de bodem van de Wereldoceaan samengesteld, waaruit bleek dat zich in het midden van de oceanen mid-oceanische ruggen bevinden, die 1,5-2 km boven de met sedimenten bedekte afgrondvlakten uitsteken. Dankzij deze gegevens konden R. Dietz en Harry Hess in 1963 de spreidingshypothese naar voren brengen. Volgens deze hypothese vindt convectie in de mantel plaats met een snelheid van ongeveer 1 cm/jaar. Opstijgende takken van convectiecellen dragen mantelmateriaal onder de mid-oceanische ruggen, waardoor de oceaanbodem in het axiale deel van de rug elke 300-400 jaar wordt vernieuwd. Continenten drijven niet op de oceanische korst, maar bewegen zich langs de mantel en worden passief in de lithosferische platen "gesoldeerd". Volgens het concept van verspreiding zijn de oceanische bekkens van de structuur onstabiel en onstabiel, terwijl de continenten stabiel zijn.

Dezelfde drijvende kracht (hoogteverschil) bepaalt de mate van elastische horizontale compressie van de korst door de kracht van stroperige wrijving van de stroming tegen de aardkorst. De waarde van deze compressie is klein in het gebied waar de mantelstroom stijgt en neemt toe naarmate deze de plaats van de dalende stroom nadert (als gevolg van de overdracht van compressiespanning door de onbeweeglijke vaste korst in de richting van de plaats van opkomst naar de plaats van stroomafdaling). Boven de dalende stroming is de compressiekracht in de korst zo groot dat af en toe de sterkte van de korst wordt overschreden (op het gebied van de laagste sterkte en hoogste spanning), een inelastische (plastische, brosse) vervorming van de korst optreedt - een aardbeving. Tegelijkertijd worden hele bergketens, bijvoorbeeld de Himalaya, uit de plaats van vervorming van de korst geperst (in verschillende fasen).

Bij plastische (brosse) vervorming neemt de spanning daarin zeer snel af (met de snelheid van verplaatsing van de korst tijdens een aardbeving) - de drukkracht in de bron van de aardbeving en zijn omgeving. Maar onmiddellijk na het einde van de inelastische vervorming gaat een zeer langzame toename van de spanning (elastische vervorming), onderbroken door de aardbeving, door als gevolg van de zeer langzame beweging van de stroperige mantelstroom, waardoor de cyclus van voorbereiding op de volgende aardbeving begint.

De beweging van de platen is dus een gevolg van de overdracht van warmte vanuit de centrale zones van de aarde door zeer stroperig magma. In dit geval wordt een deel van de thermische energie omgezet in mechanisch werk om wrijvingskrachten te overwinnen, en een deel, dat door de aardkorst is gepasseerd, wordt naar de omringende ruimte uitgestraald. Onze planeet is dus in zekere zin een warmtemotor.

Er zijn verschillende hypothesen over de oorzaak van de hoge temperatuur in het binnenste van de aarde. Aan het begin van de 20e eeuw was de hypothese van de radioactieve aard van deze energie populair. Het leek te worden bevestigd door schattingen van de samenstelling van de bovenste korst, die zeer significante concentraties van uranium, kalium en andere radioactieve elementen vertoonden, maar later bleek dat het gehalte aan radioactieve elementen in de rotsen van de aardkorst volkomen onvoldoende is. om de waargenomen stroom van diepe hitte te garanderen. En het gehalte aan radioactieve elementen in de materie die zich onder de aardkorst bevindt (in samenstelling dichtbij het basalt van de oceaanbodem), zou je kunnen zeggen, is verwaarloosbaar. Dit sluit echter een voldoende hoog gehalte aan zware radioactieve elementen die warmte genereren in de centrale zones van de planeet niet uit.

Een ander model verklaart de verwarming door chemische differentiatie van de aarde. Aanvankelijk was de planeet een mengsel van silicaat en metaalachtige stoffen. Maar gelijktijdig met de vorming van de planeet begon de differentiatie ervan in afzonderlijke schillen. Het dichtere metalen deel snelde naar het centrum van de planeet en de silicaten concentreerden zich in de bovenste schillen. In dit geval nam de potentiële energie van het systeem af en werd deze omgezet in thermische energie.

Andere onderzoekers geloven dat de opwarming van de planeet plaatsvond als gevolg van aangroei tijdens inslagen van meteorieten op het oppervlak van een opkomend hemellichaam. Deze verklaring is twijfelachtig: tijdens de aangroei kwam warmte praktisch aan het oppervlak vrij, vanwaar het gemakkelijk naar de ruimte ontsnapte, en niet naar de centrale delen van de aarde.