Что такое плита в географии определение
Литосфера Земли
Глоссарий
Астеносфера — расположенный на глубине около 150-200 км частично расплавленный, находящийся в вязком состоянии слой.
Лава — лишенная газов, застывшая на поверхности Земли магма.
Магма — огненная масса в слое астеносферы, расплавленная, содержащая большое количество газов.
Литосферные плиты — гигантские участки земной коры, свободно перемещающиеся по вязкому слою мантии.
Области складчатости — участки земной коры между плитами литосферы, находящиеся в относительном движении, в рельефе им соответствуют горные системы суши и дна морей.
Определение литосферы
Литосферой (λίθος – «камень» и σφαίρα – «шар») называют твердую земную оболочку, которая полностью покрывает планету, защищая ее от достигающей 60000 °С температуры раскаленного ядра. Литосфера расположена между атмосферой и гидросферой сверху и астеносферой снизу. Толщина твердой оболочки Земли не однородна, и на различных участках составляет от десятков до нескольких сотен километров.
Пангея
Несмотря на солидный возраст, формирование планеты не окончено до сих пор. И тонкая поверхность коры, что является домом для человека, растений и животных, и горячие недра находятся в постоянном движении. Меняются очертания материков, рельеф местности, климатические условия.
Глядя на современные космические снимки планеты с очертанием шести отдельных континентов, сложно поверить, что около 250 миллионов лет назад на планете существовал единый сверхконтинент, носящий название Пангея.
В результате активных процессов в недрах планеты единый материк раскололся на современные континенты, которые, благодаря медленному, от 2.5 см до 7 см в год (по данным различных источников), движению тектонических плит за миллионы лет удалились на максимальное расстояние.
Поднимаясь на царапающие облака горы или спускаясь в недра океана, человек считает себя покорителем природы, но ни один рукотворный небоскреб не сравнился по высоте с горами, и ни один батискаф не спустился в самую глубокую Марианскую впадину.
Поверхность литосферы не сплошная, а представлена отдельными плитами, которые в некоторых местах находят друг друга, образуя горные хребты или расходятся, формируя морские впадины.
В строении литосферы ученые выделяют восемь крупных плит и значительное количество более мелких. Плиты не зафиксированы неподвижно, а медленно передвигаются по горячей и жидкой астеносфере, образуя в местах стыков пластин зоны сейсмической активности.
Крупнейшие тектонические плиты:
Строение литосферы
Если смотреть на Землю в поперечном разрезе вдоль полюсов, то можно выделить: земную кору, пограничный слой, мантию, ядро.
К литосфере относятся: земная кора, переходный слой и самый верхний, вязкий слой мантии.
Литосфера, о которой мы ведем сейчас речь — это всего лишь около 1% от радиуса земли, но именно этот 1% позволяет существовать жизни на планете.
Земная кора — самый верхний слой литосферы. В неоднородности земной коры можно убедиться, стоя на берегу и глядя на обрыв скромной реки, где слои различных пород находятся друг над другом. Найденные при раскопках полезные ископаемые (нефть, газ, железная руда, алмазы) рассказывают ученым о процессах, происходящих на планете миллионы лет назад.
Земная кора — не только самый верхний слой литосферы, но и самый тонкий — ее размер составляет от 80 километров на горных участках планеты до 30 км на равнинных. По типу земная кора делится на океаническую и материковую. Такое деление характерно только для Земли, на остальных планетах такого разделения нет, если верить показаниям космических зондов и планетоходов.
В коре материкового типа выделяют три слоя пород:
Океаническая кора состоит из осадочного и базальтового слоев.
Под земной корой, в точности повторяя ее очертания, и отделяя ее от мантии, расположен пограничный слой или поверхность Мохоровичича. Граница Мохоровичича представляет собой тонкий слой из пепла, который образуется в результате электроразрядных молний, протекающих в верхнем слое мантии.
Огромное давление между мантией и земной корой привело к тому, что слой пепла спрессовался и при пропускании сейсмических волн ведет себя как плотное, практически монолитное вещество. Поверхность Мохоровичича выполняет гидро-, электро- и теплоизоляционную функции.
Мантия делится на два слоя:
Ядро, жидкое снаружи и плотное внутри, состоит преимущественно из железа и никеля.
В верхнем слое мантии образуется раскаленная магма, ищущая свой выход через разломы в земной коре в местах соприкосновения тектонических плит. И именно в недрах обычный уголь под действием давления и температуры превращается в самый прочный (и к тому же драгоценный) камень — алмаз.
Способы изучения земной коры
Вы спросите, откуда ученым это известно? Ведь толщина земной коры составляет около 60-70 километров, а буровые установки, созданные человеком, достигли глубины чуть более 12 километров.
Вулканы — смертельно опасные, но в тоже время впечатляющие и завораживающие доказательства огненных процессов, происходящих в земных недрах. Преодолев сопротивление земной коры, на поверхность под давлением выбрасывается раскаленная магма, которая, остывая в атмосфере, превращается в реки лавы, несущие вулканические камни и газ, а с ними сведения для ученых о процессах, происходящих глубоко внутри Земли.
По линиям глубинных разломов земной коры расположены активные действующие вулканы. Тихоокеанское огненное кольцо, в которое входят вулканы Камчатки, Японии, Филиппинских островов, Индонезии, Мексики, Алеутских островов, Южной Америки и Огненной Земли дает ученым ответы на вопросы, а наблюдателям — незабываемое зрелище.
Но «дыхание» планеты и ее активную жизнь можно увидеть и на менее разрушительных примерах.
Среди древних городских развалин небольшого городка Поццуоли, расположенного на берегах Неаполитанского залива, в центре города есть остатки древнего храма и прилегающей к нему рыночной площади, построенных более двух тысяч лет назад, еще во времена Римской Империи. Даже невооруженным глазом заметно, что мраморные колонны изъедены морскими камнеточцами почти на 6 метров в высоту.
Из исторических хроник известно, что к XIII веку городская площадь опустилась ниже уровня моря. Однако произошло это не одномоментно, в результате землетрясения или другого катаклизма, а медленно, год за годом. В течение трех веков остатки зданий были затоплены,затем суша неспеша начала подниматься. К 1800 году руины вновь оказались выше уровня моря, и любознательные туристы могут своими глазами наблюдать уникальное явление брадисеймса, когда слой магмы настолько близко подходит к земной коре, что в результате подземных движений поверхность Земли поднимается и опускается.
Методические советы
С помощью наводящих вопросов и наглядного материала в виде таблиц и схем ребята узнают о движении литосферных плит, указывая на карте их границы.
Ребята схематически зарисовывают строение материковой и океанической коры.
Затем рассматривают образцы минералов различного происхождения, определяют отличия между представителями разных литосферных слоев.
Заключительный этап — тестирование по теме.
Темы докладов
Литосферные плиты – что это такое и где расположены?
Представление о литосферных плитах является частью теории тектоники плит, которая появилась в качестве научной идеи в начале ХХ века и закрепилась, как теория, через 50 лет. До сих пор ученые спорят о некоторых деталях, но считается, что теория находит подтверждение в современной геологии.
Что такое литосферная плита?
Земная кора разбита на блоки гигантскими разломами, уходящими вглубь планеты. Блоки различаются формой, размерами и расположением. Это стабильные участки земной коры, где не происходит землетрясений. Такие блоки в теории тектоники плит называются литосферными плитами.
Расположение плит
Посмотрим, где расположены литосферные плиты. Земная кора состоит из 8 самых крупных плит, на 6 из них находятся континенты, одну занимает Тихий океан, одна примыкает к Евразии (Индостанская).
Кроме них выделены плиты меньших размеров – средние и малые.
В местах сближения плит фиксируются землетрясения разной силы и вулканическая деятельность.
Рис. 1. Карта литосферных плит.
Список крупнейших плит (в скобках указана площадь, млн км2): Тихоокеанская (103,3), Северо-Американская (75,9), Евразийская (67,8), Африканская (61,3), Антарктическая (60,9), Австралийская (47), Южно-Американская (43,6).
Состав плит
Земная кора сложена различными породами, но имеется принципиальное отличие пород материков и под океанами. Континентальная кора 3-х слойная: верхний слой осадочных пород лежит на гранитах, под ними метаморфические породы. Возраст коры 2,5-4,4 млрд лет. В составе океанической коры преобладают вулканические породы, покрытые тонким слоем осадочных пород. Ее возраст менее 200 млн лет.
Мощность континентальной коры превышает 200 км, океанической менее 90 км.
Взаимодействие плит
В области срединно-океанических хребтов плиты расходятся с образованием в промежутке вулканических пород (зона рифта). На границе с материками океаническая плита «ныряет» под материк, образуются горные прибрежные цепи (Анды), извергаются вулканы.
При сближении двух океанических плит, одна погружается, в океане формируется цепь островов вулканического происхождения (Японские, Курильские острова).
Рис. 2. Японские острова, вид из космоса.
При контакте материковых плит образуются крупные горные системы и плоскогорья (Гималаи с Тибетом).
Скорость движения плит от 1,5 до 18 см/год.
Что мы узнали?
Мы узнали, что такое литосферная плита, сколько крупных плит, их размеры, где они располагаются. Границы плит – самые опасные места, так как там происходят землетрясения, извергаются вулканы. Материковые плиты очень древние, океанические значительно моложе.
Тектонические плиты в науке
В настоящее время существует специальная область знаний, отвечающая за изучение развития сейсмической активности земной коры. Она получила название тектоники плит. Сама тектоническая (литосферная) плита представляет собой определенный структурный элемент в литосфере, который непрерывно движется в верхней мантии (астеносфере) планеты Земля.
В свою очередь, тектоника как самостоятельная наука в географии занимается изучением строения земной коры, а также динамики её движения на протяжении длительного периода времени. Она также устанавливает процесс взаимодействия литосферных блоков между собой.
Литосфера включает в себя как большие, так и маленькие плиты. На тех участках планеты, в которых отмечаются зоны с наиболее высокой сейсмической и вулканической активностью, образуются горные массивы, бассейны, каньоны, извержения вулканов, а также землетрясения катастрофического характера, приводящие к весьма печальным последствиям. В основном это происходит на границе огромных тектонических плит, которые приводят к разломам в земной поверхности.
Несомненно, изменению структуры рельефа способствует движение тектонических плит Земли. Схема развития этого явления может быть представлена в двух вариантах:
Изучая карту мира, можно обнаружить, что очертания материков похожи друг на друга. Так, исследования ученых показали, что много миллионов лет назад тектонические плиты были единым целым. Такой материковый комплекс называется Пангея. Однако по мере эволюции сейсмическая активность Земли лишь возрастала, что привело к образованию отдельных литосферных блоков, отдаленных друг от друга на весьма значительное расстояние.
В настоящее время ученые различных стран мира сходятся во мнении, что через несколько веков процесс формирования материков будет иметь обратный характер, то есть литосферные блоки начнут вновь двигаться навстречу друг к другу.
Причина движения
Главной движущей силой материков является конвекция. Это явление представляет собой определенные процессы непрерывного движения веществ в земной коре. Так, особо высокая температура, выходящая за отметку 5 тыс. градусов по Цельсию, наблюдается в центральной части планеты. В процессе нагревания слои, находящиеся в недрах Земли, поднимаются. Со слоями более низкой температуры наблюдается прямо противоположная тенденция, поскольку они двигаются обратно к центру.
В результате конвекции образуется непрерывное движение веществ различной температуры, что и приводит к движению тектонических (литосферных) плит. Необходимо отметить тот факт, что скорость их передвижения составляет в среднем от двух до двух с половиной сантиметров в год. Такая характерная динамика сопоставима со скоростью роста человеческих ногтей.
Результатом деформации земной поверхности является возникновение целых горных комплексов, таких как Урал, Алтай и Кавказ, находящихся на территории России. Кроме того, сюда можно отнести Гималаи, Альпы, Анды, а также систему разломов Сан-Андреас.
При изучении сути тектоники необходимо определить, какие существуют виды тектонических структур. Так, среди них можно выделить следующие:
К наиболее крупным литосферным блокам можно отнести Антарктическую, Африканскую, Евразийскую, Австралийскую, а также Тихоокеанскую плиту. Кроме того, сюда можно отнести Северо- и Южно-американскую, Индостанскую плиту. На их площадь приходится около 90 процентов всей земной поверхности.
Необходимо отметить тот факт, что скользящая тектоническая структура характерна для такого материка, как Африка. На её поверхности сейчас наблюдается много разломов, особенно на территории Кении. Ученые прогнозируют, что спустя десять миллионов лет африканский континент в качестве единого целого полностью прекратит свое существование. Помимо дивергентной, конвергентной, а также скользящей тектонической структуры, выделяют континентальные, океанические и смешанные литосферные блоки.
Характеристика теорий
Существует несколько теорий тектонических плит. Наиболее популярной из них является гипотеза, выдвинутая А. Вегенером. Она основывалась на предположении, что много миллионов лет назад западная Африка и восточная часть Южной Америки были единым целым.
Вегенер внёс значительный вклад в развитие тектоники. Прежде всего, он утверждал, что литосферные блоки разной весовой категории с довольно жёсткой структурой расположены на астеносфере Земли. Внешняя мантия была весьма пластичной, вследствие чего тектонические плиты постоянно находились в хаотичном движении.
Беспорядочное перемещение платформ приводило к их неизбежному столкновению. Плиты также могли заходить на поверхности друг друга. Все эти события способствовали появлению таких природных явлений, как извержения вулканов и катастрофических землетрясений. Участки земной коры, имеющие высокую степень сейсмической активности, смещались в пространстве приблизительно на восемнадцать сантиметров в год. На земной поверхности также можно было наблюдать извержение магмы из недр.
В настоящее время некоторые учёные считают, что именно магма принимала активное участие в формировании океанического дна. Лава, выходящая из недр Земли, постепенно остывала, в результате чего формировался новый рельеф. При этом те участки земной коры, которые не принимали участия в формировании структуры дна, с помощью дрейфа литосферных блоков снова проникали в земные недра, превращаясь в магму.
Кроме того, в своих научных исследованиях А. Вегенер уделял время изучению темы вулканов. Он рассматривал вопросы, касающиеся растяжения океанического дна и состава жидких веществ в недрах Земли.
Кроме А. Вегенера существенный вклад в развитие тектонической науки внёс Шмеллинг. В своих научных трудах он впервые открыл силу движения литосферных плит. Учёный установил, что главным движущим фактором является конвекция, при которой нижние земные слои с более высокой температурой поднимаются, а верхние постепенно остывают и проходят вниз к недрам Земли.
В настоящее время современная тектоническая наука включает в себя следующие основные положения:
Таким образом, именно движение тектонических платформ, происходящее на протяжении многих миллионов лет, способствовало формированию отдельных материков, островов, континентальных рифов и каньонов, которые существуют в настоящее время. Учёные выявили устойчивую тенденцию в динамике плит. Так, скорость горизонтальных сдвигов блоков возросла примерно в два раза в течение ста миллионов лет. Однако, согласно прогнозам учёных, она должна была, наоборот, уменьшиться. Исходя из этого можно сделать вывод, что характер поведения плит не является слишком предсказуемым.
Исследователи утверждают, что основным фактором, влияющим на темп движения, является вода. Именно огромное скопление жидкости внутри земной поверхности способствует смягчению мантии, в результате чего скорость перемещения плит значительно повышается. Необходимо отметить тот факт, что процесс перемещения литосферных блоков все ещё не завершён. Образ земной поверхности до сих пор продолжает формироваться.
Земная кора
Для изучения земной коры, как правило, используются косвенные методы. Таким образом, можно построить две модели, объясняющие её строение и формирование в соответствии с составом пород и их динамикой. С одной стороны, получается статическая модель, по которой планета состоит из коры, мантии и ядра. С другой — динамическая, где слоями выступают литосфера, астеносфера, мезосфера и ядро. Статическая модель предполагает два неподвижных вида земной коры: континентальный и океанический.
Согласно динамической модели, литосфера лежит на астеносфере и состоит из коры и внешней мантии, имеет жёсткую структуру и простирается до 120 км в глубину, где высокие температура и давление расплавляют составляющие материалы.
В зависимости от типа оболочки, дифференцируется на два вида:
Теория дрейфа континентов
До рубежа XIX и XX вв. геологи предполагали, что основные очертания суши неизменны, а большинство геоморфологических объектов (горные хребты) можно объяснить вертикальным движением земной коры по принципу геосинклиналей. Однако ещё в эпоху Великих географических открытий было замечено, что противоположные берега Атлантического океана и края континентальных шельфов имеют сходные формы. Их модели легко соединяются, как конструктор.
С тех пор было предложено много теорий для объяснения этой очевидной совместимости, но предположение о твёрдой Земле затрудняло их развитие. Всё изменило открытие радия и связанных с ним свойств в 1896 г. Появилась возможность для более точного определения предполагаемого возраста планеты. Расчёты показали, что даже если бы она начала свою эволюцию как раскалённое тело, то её температура могла упасть до нынешних значений через несколько десятков миллионов лет. Учёные пришли к выводу, что Земля намного старше, чем предполагали, а её ядро всё ещё достаточно горячее, чтобы быть жидким.
История открытия
Тектоническая теория плит возникла из гипотезы о континентальном дрейфе, предложенной немецким метеорологом и исследователем Арктики Альфредом Вегенером в 1912 г. Он предположил, что нынешние материки когда-то образовывали единую суперконтинентальную сухопутную территорию Пангею и сравнил их с айсбергами из гранита низкой плотности, плавающими в более плотном море базальта. Его основные аргументы:
Доказательства дрейфа континентов казались логичными, но были отвергнуты потому, что Вегенер не смог предложить приемлемый механизм перемещения огромных масс суши. По его предположению они проталкивались через скалистое дно океана из-за приливных сил примерно так же, как плуг прорезает почву.
В 1947 г. группа учёных во главе с Морисом Юингом, используя исследовательское судно Океанографического института Вудс-Холла «Атлантис» и набор инструментов, подтвердила существование подъёма в центральной части Атлантического океана. Они обнаружили, что морское дно под слоем отложений состоит из базальта, а не гранита, который составляет основу материков. Также выяснилось, что океаническая кора намного тоньше континентальной. Эти открытия подняли важные и интригующие вопросы.
С середины XX века многие учёные при помощи магнитометров, разработанных во время Второй мировой войны для обнаружения подводных лодок, начали распознавать странные магнитные колебания на дне океанов. Открытие не стало неожиданным, так как базальт — богатая железом вулканическая порода и содержит сильно намагниченный минерал магнетит, который может искажать показания компаса. Эти наблюдения предоставили ещё один способ изучения глубокого дна океанов.
Когда вновь образованные горы охлаждаются, такие породы регистрируют направление магнитного поля Земли в тот момент. По мере картографирования и составления схем стало понятно, что узоры с нормальной и обратной полярностью проявляют некоторые закономерности по аналогии с горными породами. Когда пласты на участках отдельных материков очень похожи, это говорит о том, что породы были сформированы в одном месте:
Плавающие материки
Американский геолог Гарри Хаммонд Гесс в 1960 г. предположил, что вместо континентов, дрейфующих через океаническую кору (как предполагалось ранее), кора океанов и прилегающие к ней материки перемещаются вместе на одной и той же платформе или плите. В том же году Роберт Р. Коутс из геологической службы США описал основные особенности субдукции дуг Алеутских островов, расположенных вдоль тихоокеанского побережья. Наряду с остальными работами, его доклад лёг в основу теории движения плит земной коры.
Согласно ей, новая океаническая кора непрерывно расширяется вдоль срединно-океанических хребтов и через миллионы лет уходит в глубоководные жёлобы вдоль края океанов. В этом процессе старая кора поглощается в прибрежных зонах, а новая в виде магмы извергается, образуя молодую. По сути, идёт постоянная «переработка», когда одновременно происходит формирование новой океанической коры и разрушение старой. Таким образом, становится понятно:
Платформы и роль конвекционных потоков
Требуются миллионы лет, чтобы сформировать зрелый океан, а в районах, расположенных на границах литосферных плит, происходит наибольшее количество мощных землетрясений и извержений вулканов. Теория тектоники предполагает, что вся поверхность Земли разделена на ряд основных и второстепенных платформ, которые передвигаются по астеносфере со скоростью нескольких сантиметров в год, состоят из континентальной, океанической коры, или сочетают оба типа. Названия литосферных плит (крупных):
Территория России, как и вся Евразия, расположена в зоне большой Евразийской плиты и только два полуострова — Камчатский и Чукотский, находятся на Североамериканской. Несколько более мелких платформ включают Арабскую, Шотландскую, Карибскую и другие. Все они сочетаются друг с другом как кусочки мозаики, а их перемещение за миллионы лет привело к открытию и закрытию океанов и расхождению континентов.
Движением литосферных плит управляют конвекционные потоки в нижней мантии Земли. Её породы достаточно горячие, чтобы стать текучими, менее плотными и подняться в зоне срединно-океанических хребтов, обеспечивая образование новой коры. По обе стороны от них постепенно отходят отдельные плиты. Края платформ, расположенные ближе к береговой линии материков, значительно старше. Со временем составляющая их порода охлаждается и становится более плотной, затем опускается ниже соседней литосферной плиты и проникает в мантию. Этот процесс погружения называется субдукцией.
Типы границ плит
Поскольку вся поверхность Земли покрыта находящимися в движении литосферными плитами, то они вынуждены постоянно контактировать между собой. Их границы можно классифицировать по трём типам:
Границы разломов отмечаются на тектонической карте. Это помогает определить сконцентрированные здесь зоны повышенной сейсмической опасности и вулканической деятельности.
Территории, расположенные на древних платформах, являются наиболее устойчивыми и не имеют причин для крупных землетрясений.