დედამიწის ლითოსფერული ფირფიტები უზარმაზარი ლოდებია. მათ საფუძველს ქმნის ძლიერ დაკეცილი გრანიტის მეტამორფოზირებული ცეცხლოვანი ქანები. ლითოსფერული ფირფიტების სახელები მოცემულია ქვემოთ მოცემულ სტატიაში. ზემოდან ისინი დაფარულია სამ-ოთხკილომეტრიანი „საფარით“. იგი წარმოიქმნება დანალექი ქანებისგან. პლატფორმას აქვს რელიეფი, რომელიც შედგება ცალკეული მთის მწვერვალებისა და ვრცელი ვაკეებისგან. შემდეგ განიხილება ლითოსფერული ფირფიტების მოძრაობის თეორია.
ჰიპოთეზის გაჩენა
ლითოსფერული ფირფიტების მოძრაობის თეორია გაჩნდა მეოცე საუკუნის დასაწყისში. შემდგომში მას განზრახული ჰქონდა ეთამაშა მთავარი როლი პლანეტის შესწავლაში. მეცნიერმა ტეილორმა და მის შემდეგ ვეგენერმა წამოაყენეს ჰიპოთეზა, რომ დროთა განმავლობაში ხდება ლითოსფერული ფირფიტების გადაადგილება ჰორიზონტალური მიმართულებით. თუმცა მე-20 საუკუნის ოცდაათიან წლებში განსხვავებული აზრი ჩამოყალიბდა. მისი თქმით, ლითოსფერული ფირფიტების მოძრაობა ვერტიკალურად განხორციელდა. ეს ფენომენი დაფუძნებული იყო პლანეტის მანტიის მატერიის დიფერენციაციის პროცესზე. იგი ცნობილი გახდა როგორც ფიქსიზმი. ეს სახელწოდება განპირობებული იყო იმით, რომ მუდმივად დაფიქსირდაქერქის უბნების პოზიცია მანტიასთან შედარებით. მაგრამ 1960 წელს, შუა ოკეანის ქედების გლობალური სისტემის აღმოჩენის შემდეგ, რომელიც მთელ პლანეტას აკრავს და ზოგიერთ რაიონში ხმელეთზე გამოდის, მე-20 საუკუნის დასაწყისის ჰიპოთეზას დაუბრუნდა. თუმცა თეორიამ ახალი ფორმა მიიღო. ბლოკის ტექტონიკა გახდა წამყვანი ჰიპოთეზა იმ მეცნიერებებში, რომლებიც სწავლობენ პლანეტის სტრუქტურას.
საფუძვლები
დადგინდა, რომ არსებობს დიდი ლითოსფერული ფირფიტები. მათი რაოდენობა შეზღუდულია. ასევე არსებობს დედამიწის უფრო პატარა ლითოსფერული ფირფიტები. მათ შორის საზღვრები დახაზულია მიწისძვრების წყაროებში კონცენტრაციის მიხედვით.
ლითოსფერული ფირფიტების სახელები შეესაბამება მათ ზემოთ მდებარე კონტინენტურ და ოკეანეურ ზონებს. მხოლოდ შვიდი ბლოკია უზარმაზარი ფართობით. ყველაზე დიდი ლითოსფერული ფირფიტებია სამხრეთ და ჩრდილოეთ ამერიკის, ევრო-აზიის, აფრიკის, ანტარქტიდის, წყნარი ოკეანის და ინდო-ავსტრალიის..
ასთენოსფეროში მცურავი ბლოკები ხასიათდება სიმყარითა და სიმტკიცით. ზემოაღნიშნული უბნები არის მთავარი ლითოსფერული ფირფიტები. თავდაპირველი იდეების შესაბამისად, ითვლებოდა, რომ კონტინენტები გზას გადიან ოკეანის ფსკერზე. ამავდროულად, ლითოსფერული ფირფიტების მოძრაობა განხორციელდა უხილავი ძალის გავლენის ქვეშ. კვლევის შედეგად გაირკვა, რომ ბლოკები პასიურად ცურავს მანტიის მასალაზე. აღსანიშნავია, რომ მათი მიმართულება თავიდან ვერტიკალურია. მანტიის მასალა ამოდის ქედის თხემის ქვეშ. შემდეგ ხდება გავრცელება ორივე მიმართულებით. შესაბამისად, არსებობს ლითოსფერული ფირფიტების განსხვავება. ეს მოდელი წარმოადგენსოკეანის ფსკერი, როგორც გიგანტური კონვეიერის ქამარი. ის ზედაპირზე ამოდის შუა ოკეანის ქედების განხეთქილების რაიონებში. შემდეგ იმალება ღრმა ზღვის თხრილებში.
ლითოსფერული ფირფიტების განსხვავება იწვევს ოკეანის ფსკერის გაფართოებას. თუმცა, პლანეტის მოცულობა, ამის მიუხედავად, მუდმივი რჩება. ფაქტია, რომ ახალი ქერქის გაჩენა კომპენსირდება მისი შთანთქმით ღრმა ზღვის თხრილებში სუბდუქციის (ქვედაწევის) ადგილებში.
რატომ მოძრაობენ ლითოსფერული ფირფიტები?
მიზეზი არის პლანეტის მანტიის მასალის თერმული კონვექცია. ლითოსფერო დაჭიმული და ამაღლებულია, რაც წარმოიქმნება კონვექციური დინების აღმავალ ტოტებზე. ეს იწვევს ლითოსფერული ფირფიტების გვერდებზე მოძრაობას. როგორც პლატფორმა შორდება შუა ოკეანის ნაპრალებს, პლატფორმა იკუმშება. ის უფრო მძიმე ხდება, მისი ზედაპირი ძირს იძირება. ეს ხსნის ოკეანის სიღრმის ზრდას. შედეგად, პლატფორმა ღრმა ზღვის თხრილებში ჩადის. როგორც კი გახურებული მანტიიდან ამომავალი ნაკადი კვდება, ის კლებულობს და იძირება და წარმოქმნის აუზებს, რომლებიც სავსეა ნალექით.
ლითოსფერული ფირფიტების შეჯახების ზონები არის ადგილები, სადაც ქერქი და პლატფორმა განიცდის შეკუმშვას. ამ მხრივ, პირველის ძალა იზრდება. შედეგად, იწყება ლითოსფერული ფირფიტების აღმავალი მოძრაობა. იწვევს მთების წარმოქმნას.
კვლევა
შესწავლა დღეს ტარდება გეოდეზიური მეთოდებით. ისინი საშუალებას გვაძლევს დავასკვნათ, რომ პროცესები არის უწყვეტი და ყველგან. გამოვლენილიაასევე ლითოსფერული ფირფიტების შეჯახების ზონები. აწევის სიჩქარე შეიძლება იყოს ათობით მილიმეტრამდე.
ჰორიზონტალური დიდი ლითოსფერული ფირფიტები გარკვეულწილად უფრო სწრაფად ცურავს. ამ შემთხვევაში, სიჩქარე შეიძლება იყოს ათ სანტიმეტრამდე წლის განმავლობაში. ასე, მაგალითად, სანკტ-პეტერბურგი თავისი არსებობის მთელი პერიოდის განმავლობაში უკვე ერთი მეტრით გაიზარდა. სკანდინავიის ნახევარკუნძული - 250 მ 25000 წელიწადში. მანტიის მასალა შედარებით ნელა მოძრაობს. თუმცა, ამის შედეგად ხდება მიწისძვრები, ვულკანური ამოფრქვევები და სხვა ფენომენები. ეს საშუალებას გვაძლევს დავასკვნათ, რომ მასალის გადაადგილების ძალა მაღალია.
ფილების ტექტონიკური პოზიციის გამოყენებით მკვლევარები ხსნიან ბევრ გეოლოგიურ მოვლენას. ამავდროულად, კვლევის დროს აღმოჩნდა, რომ პლატფორმასთან მიმდინარე პროცესების სირთულე გაცილებით დიდია, ვიდრე ეს ჰიპოთეზის გაჩენის დასაწყისშივე ჩანდა.
ფირფიტის ტექტონიკას არ შეეძლო აეხსნა დეფორმაციებისა და მოძრაობის ინტენსივობის ცვლილებები, ღრმა რღვევების გლობალური სტაბილური ქსელის არსებობა და ზოგიერთი სხვა ფენომენი. ღიად რჩება ასევე მოქმედების ისტორიული დასაწყისის საკითხი. პირდაპირი ნიშნები, რომლებიც მიუთითებს ფირფიტა-ტექტონიკურ პროცესებზე, ცნობილია გვიანი პროტეროზოური პერიოდიდან. თუმცა, რამდენიმე მკვლევარი აღიარებს მათ გამოვლინებას არქეის ან ადრეული პროტეროზოური პერიოდიდან.
კვლევის შესაძლებლობების გაფართოება
სეისმური ტომოგრაფიის გამოჩენამ განაპირობა ამ მეცნიერების თვისობრივად ახალ დონეზე გადასვლა. გასული საუკუნის ოთხმოციანი წლების შუა ხანებში ღრმა გეოდინამიკა გახდა ყველაზე პერსპექტიული დაახალგაზრდა მიმართულება ყველა არსებული გეომეცნიერებიდან. თუმცა, ახალი პრობლემების გადაჭრა განხორციელდა არა მხოლოდ სეისმური ტომოგრაფიის გამოყენებით. სხვა მეცნიერებებიც მოვიდა სამაშველოში. ეს მოიცავს, კერძოდ, ექსპერიმენტულ მინერალოლოგიას.
ახალი აღჭურვილობის ხელმისაწვდომობის წყალობით, შესაძლებელი გახდა ნივთიერებების ქცევის შესწავლა მანტიის სიღრმეში მაქსიმუმის შესაბამის ტემპერატურასა და წნევაზე. კვლევებში გამოყენებული იქნა იზოტოპური გეოქიმიის მეთოდებიც. ეს მეცნიერება სწავლობს, კერძოდ, იშვიათი ელემენტების იზოტოპურ ბალანსს, ასევე კეთილშობილ აირებს სხვადასხვა მიწიერ ჭურვებში. ამ შემთხვევაში, ინდიკატორები შედარებულია მეტეორიტის მონაცემებთან. გამოიყენება გეომაგნეტიზმის მეთოდები, რომელთა დახმარებითაც მეცნიერები ცდილობენ გამოავლინონ მაგნიტურ ველში უკუქცევის მიზეზები და მექანიზმი.
თანამედროვე ფერწერა
პლატფორმის ტექტონიკის ჰიპოთეზა აგრძელებს დამაკმაყოფილებლად ხსნის ოკეანეებისა და კონტინენტების ქერქის განვითარების პროცესს სულ მცირე ბოლო სამი მილიარდი წლის განმავლობაში. ამასთან, არსებობს თანამგზავრული გაზომვები, რომლის მიხედვითაც დასტურდება ის ფაქტი, რომ დედამიწის მთავარი ლითოსფერული ფირფიტები არ დგას. შედეგად, გარკვეული სურათი ჩნდება.
პლანეტის განივი მონაკვეთზე სამი ყველაზე აქტიური ფენაა. თითოეული მათგანის სისქე რამდენიმე ასეული კილომეტრია. ვარაუდობენ, რომ გლობალურ გეოდინამიკაში მთავარი როლი მათ ენიჭებათ. 1972 წელს მორგანმა დაასაბუთა 1963 წელს უილსონის მიერ წამოყენებული ჰიპოთეზა აღმავალი მანტიის თვითმფრინავების შესახებ. ამ თეორიამ ახსნა ფენის შიდა მაგნეტიზმის ფენომენი. შედეგად ქლიავიდროთა განმავლობაში ტექტონიკა სულ უფრო პოპულარული ხდება.
გეოდინამიკა
მისი დახმარებით განიხილება საკმაოდ რთული პროცესების ურთიერთქმედება, რომლებიც ხდება მანტიასა და ქერქში. არტიუშკოვის მიერ ნაშრომში „გეოდინამიკა“ჩამოყალიბებული კონცეფციის შესაბამისად, მატერიის გრავიტაციული დიფერენციაცია მოქმედებს როგორც ენერგიის მთავარი წყარო. ეს პროცესი აღინიშნება ქვედა მანტიაში.
კლდიდან მძიმე კომპონენტების (რკინა და ა.შ.) გამოყოფის შემდეგ, რჩება მყარი ნივთიერებების მსუბუქი მასა. ის ეშვება ბირთვში. მსუბუქი ფენის მდებარეობა მძიმეს ქვეშ არასტაბილურია. ამასთან დაკავშირებით, დაგროვების მასალა პერიოდულად გროვდება საკმაოდ დიდ ბლოკებად, რომლებიც ცურავს ზედა ფენებში. ასეთი წარმონაქმნების ზომა დაახლოებით ას კილომეტრია. ეს მასალა იყო დედამიწის ზედა მანტიის წარმოქმნის საფუძველი.
ქვედა ფენა ალბათ არადიფერენცირებული პირველადი მატერიაა. პლანეტის ევოლუციის დროს, ქვედა მანტიის გამო, იზრდება ზედა მანტია და იზრდება ბირთვი. უფრო სავარაუდოა, რომ მსუბუქი მასალის ბლოკები ქვედა მანტიაში ამოდის არხების გასწვრივ. მათში მასის ტემპერატურა საკმაოდ მაღალია. ამავდროულად, სიბლანტე მნიშვნელოვნად მცირდება. ტემპერატურის ზრდას ხელს უწყობს დიდი რაოდენობით პოტენციური ენერგიის გამოყოფა მატერიის მიზიდულობის რეგიონში აწევის პროცესში დაახლოებით 2000 კმ მანძილზე. ასეთი არხის გასწვრივ მოძრაობის დროს ხდება მსუბუქი მასების ძლიერი გათბობა. ამასთან დაკავშირებით, მატერია მანტიაში საკმარისად მაღლა ხვდებატემპერატურა და მნიშვნელოვნად მსუბუქია ვიდრე მიმდებარე ელემენტები.
შემცირებული სიმკვრივის გამო, მსუბუქი მასალა ცურავს ზედა ფენებში 100-200 კილომეტრის ან ნაკლები სიღრმეზე. წნევის შემცირებით, ნივთიერების კომპონენტების დნობის წერტილი მცირდება. პირველადი დიფერენციაციის შემდეგ "ბირთვი-მანტიის" დონეზე, ხდება მეორადი. არაღრმა სიღრმეზე მსუბუქი მატერია ნაწილობრივ ექვემდებარება დნობას. დიფერენციაციის დროს გამოიყოფა უფრო მკვრივი ნივთიერებები. ისინი იძირებიან ზედა მანტიის ქვედა ფენებში. მსუბუქი კომპონენტები, რომლებიც გამოირჩევიან, შესაბამისად იზრდება.
მანტიაში ნივთიერებების გადაადგილების კომპლექსს, რომელიც დაკავშირებულია დიფერენციაციის შედეგად სხვადასხვა სიმკვრივის მასების გადანაწილებასთან, ეწოდება ქიმიური კონვექცია. მსუბუქი მასების ზრდა ხდება დაახლოებით 200 მილიონი წლის ინტერვალით. ამავდროულად, ზედა მანტიაში შეჭრა ყველგან არ შეინიშნება. ქვედა ფენაში არხები განლაგებულია ერთმანეთისგან საკმარისად დიდ მანძილზე (რამდენიმე ათას კილომეტრამდე).
ბლოკების ამწევი
როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, იმ ზონებში, სადაც ასთენოსფეროში შედის მსუბუქი გახურებული მასალის დიდი მასები, ხდება მისი ნაწილობრივი დნობა და დიფერენციაცია. ამ უკანასკნელ შემთხვევაში აღინიშნება კომპონენტების გამოყოფა და მათი შემდგომი ასვლა. ისინი სწრაფად გადიან ასთენოსფეროში. როდესაც ისინი მიაღწევენ ლითოსფეროს, მათი სიჩქარე მცირდება. ზოგიერთ რაიონში მატერია აყალიბებს ანომალიური მანტიის დაგროვებას. ისინი, როგორც წესი, პლანეტის ზედა ფენებში დევს.
ანომალიური მანტია
მისი შემადგენლობა დაახლოებით შეესაბამება მანტიის ნორმალურ მატერიას. ანომალიურ დაგროვებას შორის განსხვავება არის უფრო მაღალი ტემპერატურა (1300-1500 გრადუსამდე) და ელასტიური გრძივი ტალღების შემცირებული სიჩქარე.
მატერიის შეყვანა ლითოსფეროს ქვეშ იზოსტატურ ამაღლებას იწვევს. ამაღლებული ტემპერატურის გამო ანომალიურ მტევანს უფრო დაბალი სიმკვრივე აქვს ვიდრე ჩვეულებრივ მანტიას. გარდა ამისა, შეინიშნება კომპოზიციის მცირე სიბლანტე.
ლითოსფეროში შესვლის პროცესში, ანომალიური მანტია საკმაოდ სწრაფად ნაწილდება ძირის გასწვრივ. ამავდროულად, ის ანაცვლებს ასთენოსფეროს უფრო მკვრივ და ნაკლებად გაცხელებულ მატერიას. მოძრაობის დროს, ანომალიური დაგროვება ავსებს იმ უბნებს, სადაც პლატფორმის ძირი ამაღლებულ მდგომარეობაშია (ხაფანგები) და მიედინება ღრმად ჩაძირულ ადგილებში. შედეგად, პირველ შემთხვევაში, აღინიშნება იზოსტატიკური ამაღლება. წყალქვეშა უბნების ზემოთ ქერქი სტაბილური რჩება.
ხაფანგები
მანტიის ზედა ფენისა და ქერქის დაახლოებით ასი კილომეტრის სიღრმეზე გაგრილების პროცესი ნელია. ზოგადად, ამას რამდენიმე ასეული მილიონი წელი სჭირდება. ამასთან დაკავშირებით, ლითოსფეროს სისქეში არაჰომოგენურობას, რომელიც აიხსნება ჰორიზონტალური ტემპერატურის განსხვავებებით, საკმაოდ დიდი ინერცია აქვს. იმ შემთხვევაში, თუ ხაფანგი მდებარეობს სიღრმიდან ანომალიური დაგროვების აღმავალი დინებისგან არც თუ ისე შორს, ნივთიერების დიდი რაოდენობა იჭერს ძალიან გაცხელებულს. შედეგად წარმოიქმნება საკმაოდ დიდი მთის ელემენტი. ამ სქემის მიხედვით, ტერიტორიაზე მაღალი ამაღლება ხდებაეპიპლატფორმის ოროგენეზი დაკეცილ სარტყელში.
პროცესების აღწერა
ხაფანგში ანომალიური ფენა გაციებისას განიცდის შეკუმშვას 1-2 კილომეტრით. ზემოდან მდებარე ქერქი ჩაეფლო. ჩამოყალიბებულ ღარში იწყება ნალექის დაგროვება. მათი სიმძიმე ხელს უწყობს ლითოსფეროს კიდევ უფრო დიდ ჩაძირვას. შედეგად, აუზის სიღრმე შეიძლება იყოს 5-დან 8 კმ-მდე. ამავდროულად, ბაზალტის ფენის ქვედა ნაწილში მანტიის დატკეპნისას ქერქში შეინიშნება კლდის ფაზური ტრანსფორმაცია ეკლოგიტად და ბროწეულის გრანულიტად. ანომალიური ნივთიერებიდან გამოსული სითბური ნაკადის გამო, ზემოდან მოსასხამი თბება და მისი სიბლანტე მცირდება. ამასთან დაკავშირებით, ხდება ნორმალური კლასტერის თანდათანობითი გადაადგილება.
ჰორიზონტალური გადახრები
როდესაც წარმოიქმნება ამაღლება კონტინენტებზე და ოკეანეებზე ანომალიური მანტიის ქერქში მიღწევის პროცესში, პლანეტის ზედა ფენებში შენახული პოტენციური ენერგია იზრდება. ზედმეტი ნივთიერებების გადასაყრელად ისინი გვერდებზე იშლება. შედეგად, იქმნება დამატებითი სტრესები. ისინი დაკავშირებულია ფირფიტებისა და ქერქის სხვადასხვა ტიპის მოძრაობასთან.
ოკეანის ფსკერის გაფართოება და კონტინენტების ცურვა ქედების ერთდროული გაფართოებისა და პლატფორმის მანტიაში ჩაძირვის შედეგია. პირველის ქვეშ არის ძალიან გაცხელებული ანომალიური ნივთიერების დიდი მასები. ამ ქედების ღერძულ ნაწილში ეს უკანასკნელი უშუალოდ ქერქის ქვეშაა. ლითოსფეროს აქ გაცილებით მცირე სისქე აქვს. ამავდროულად, ანომალიური მანტია ვრცელდება მაღალი წნევის არეში - ორივეშიგვერდები ხერხემლის ქვემოდან. ამავდროულად, ის საკმაოდ ადვილად არღვევს ოკეანის ქერქს. ნაპრალი ივსება ბაზალტის მაგმით. ის, თავის მხრივ, დნება ანომალიური მანტიიდან. მაგმის გამაგრების პროცესში წარმოიქმნება ახალი ოკეანის ქერქი. ასე იზრდება ფსკერი.
პროცესის მახასიათებლები
შუა ქედების ქვეშ, ანომალიურმა მანტიამ შეამცირა სიბლანტე გაზრდილი ტემპერატურის გამო. ნივთიერებას შეუძლია საკმაოდ სწრაფად გავრცელდეს. შედეგად, ფსკერის ზრდა გაზრდილი ტემპით ხდება. ოკეანის ასთენოსფეროს ასევე აქვს შედარებით დაბალი სიბლანტე.
დედამიწის მთავარი ლითოსფერული ფირფიტები ცურავს ქედებიდან ჩაძირვის ადგილებამდე. თუ ეს ადგილები ერთ ოკეანეშია, მაშინ პროცესი შედარებით მაღალი სიჩქარით მიმდინარეობს. ეს მდგომარეობა დღეს დამახასიათებელია წყნარი ოკეანესთვის. თუ ფსკერის გაფართოება და ჩაძირვა ხდება სხვადასხვა რაიონში, მაშინ მათ შორის მდებარე კონტინენტი მიედინება იმ მიმართულებით, სადაც ხდება გაღრმავება. კონტინენტებზე ასთენოსფეროს სიბლანტე უფრო მაღალია, ვიდრე ოკეანეების ქვეშ. შედეგად მიღებული ხახუნის გამო, არსებობს მნიშვნელოვანი წინააღმდეგობა მოძრაობის მიმართ. შედეგად, ფსკერის გაფართოების ტემპი მცირდება, თუ არ არის კომპენსაცია მანტიის ჩაძირვისთვის იმავე ტერიტორიაზე. ამრიგად, წყნარ ოკეანეში ზრდა უფრო სწრაფია, ვიდრე ატლანტიკაში.
