Основные положения глобальной тектоники

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное  бюджетное образовательное

учреждение высшего  профессионального образования

«Волгоградский  государственный социально-педагогический университет»

(ФГБОУ ВПО «ВГСПУ»)

 

 

 

 

 

 

ОСНОВНЫЕ  ПОЛОЖЕНИЯ ГЛОБАЛЬНОЙ ТЕКТОНИКИ

 

контрольная работа по

концепциям  современного естествознания

 

 

 

 

 

 

Исполнитель:

Кабазенина Л.А. (гр.ФЛ-ЛБZ-41)

Преподаватель:

Федулов И.Н.,

кандидат философских наук,

доцент

 

 

 

 

Волгоград 2014 

Содержание

Введение……………………………………………………………………….3

Основные положения………………………………………………………....4

Современное состояние тектоники  плит…………………………………….9

Заключение…………………………………………………………………..16

Список использованной литературы……………………………………….18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Основой теоретической геологии начала XX в. была контракционная гипотеза. Земля остывает подобно испечённому яблоку, и на ней появляются морщины в виде горных хребтов. Против этой схемы выступил немецкий учёный-метеоролог Альфред Вегенер, который выступил с теорией дрейфа материков. Но критики теории Вегенера поставили во главу угла вопрос о силе, двигающей континенты, и проигнорировали всё множество фактов, безусловно подтверждавших теорию. После смерти Альфреда Вегенера теория дрейфа материков была отвергнута, получив статус маргинальной науки. Правда, некоторые учёные не признали вердикт мировых авторитетов и продолжили поиск доказательств движения материков. Так дю Туа объяснял образование гималайских гор столкновением Индостана и Евразийской плиты.

К началу 1960-х гг. была составлена карта рельефа дна Мирового океана, которая показала, что в центре океанов расположены срединно-океанические хребты, которые возвышаются на 1,5 – 2 км над абиссальными равнинами, покрытыми осадками. Эти данные позволили Р. Дицу и Гарри Хессу в 1962 – 1963 гг. выдвинуть гипотезу спрединга (англ. seafloor spreading – растекание морского дна). Согласно этой гипотезе, в мантии происходит конвекция со скоростью около 1 см./год. Континенты не плывут по океанической коре, а перемещаются по мантии, будучи пассивно «впаяны» в литосферные плиты. Согласно концепции спрединга, океанические бассейны структуры непостоянные, неустойчивые, континенты же – устойчивые.

В 1963 г. гипотеза спрединга получает мощную поддержку в связи с открытием полосовых магнитных аномалий океанического дна. Они были интерпретированы как запись инверсий магнитного поля Земли. После этого тектоника плит начала победное шествие в науках о Земле.

Целью настоящей работы является изучение основных положений глобальной тектоники.     

 

Основные  положения

Впервые идея о движении блоков коры была высказана  в теории дрейфа континентов, предложенной Альфредом Вегенером в 1920-х годах. Эта теория была первоначально отвергнута. Возрождение идеи о движениях в твёрдой оболочке Земли («мобилизм») произошло в 1960-х годах, когда в результате исследований рельефа и геологии океанического дна были получены данные, свидетельствующие о процессах расширения (спрединга) океанической коры и пододвигания одних частей коры под другие (субдукции). Объединение этих представлений со старой теорией дрейфа материков породило современную теорию тектоники плит, которая вскоре стала общепринятой концепцией в науках о Земле.

Тектоника плит – современная геологическая теория о движении литосферы. Она утверждает, что земная кора состоит из относительно целостных блоков – плит, которые находятся в постоянном движении друг относительно друга. При этом в зонах расширения ( срединно-океанических хребтах и континентальных рифтах) в результате спрединга ( англ. seafloor spreading – растекание морского дна) образуется новая океаническая кора, а старая поглощается в зонах субдукции. Теория объясняет землетрясения, вулканическую деятельность и горообразование, большая часть которых приурочена к границам плит.

Согласно  этой концепции, земная кора разбита  на несколько  огромных литосферных  плит, которые постоянно двигаются и продуцируют землетрясения. Первоначально было выделено несколько литосферных  плит: Евразийская, Африканская, Северо – и Южноамериканская, Австралийская, Антарктическая, Тихоокеанская. Все они, кроме Тихоокеанской, чисто океанической, включают в себя части как с континентальной, так и океанической корой. И дрейф континентов в рамках этой концепции – не более чем их пассивное перемещение вместе с литосферными плитами.

В основе глобальной тектоники  лежит  представление о литосферных  плитах, фрагментах земной поверхности, рассматриваемых, как абсолютно жесткие тела, перемещающиеся словно по воздушной подушке по слою разуплотненной мантии – астеносфере, со скоростью от 1-2 до 10-12 см в год. В большинстве своем они включают как континентальные массы с корой, условно называемой «гранитной», так и участки с корой океанической, условно называемой «базальтовой» и образованной породами с низким содержанием кремнезема.

Учёным  совершенно не ясно, куда движутся и  движутся ли материки вообще, а если движутся, то за счёт действия каких  сил и источников энергии. Широко распространённое предположение  о  том, что причиной движения земной коры служит тепловая конвекция, по сути, неубедительно, ибо оказалось, что  такого рода предположения  идут вразрез  с основными положениями  многих физических законов, экспериментальных  данных и многочисленных наблюдений, включая данные космических исследований о тектонике и строении других планет. Реальных схем тепловой конвекции, не противоречащих законам физики, и единого логически обоснованного  механизма движения вещества, одинаково  приемлемых для условий недр звёзд, планет и их спутников, до сих пор  не найдено.

В срединно-океанических хребтах  образуется новая разогретая океаническая кора, которая, остывая, снова погружается  в недра мантии и рассеивает тепловую энергию, идущую на перемещение плит земной коры.

Гигантские  геологические  процессы, такие как  вздымание  горных хребтов, мощные землетрясения, образование глубоководных впадин, извержение вулканов – все они, в конце концов, порождаются движением плит земной коры, при котором происходит постепенное охлаждение мантии нашей планеты.

В теории тектоники плит ключевое положение  занимает понятие  геодинамической  обстановки – характерной геологической структуры с определённым соотношением плит. В одной и той же геодинамической обстановке происходят однотипные тектонические, магматические, сейсмические и геохимические процессы.

Основой теоретической геологии начала XX века была контракционная гипотеза. Земля остывает подобно испечённому яблоку, и на ней появляются морщины в виде горных хребтов. Развивала эти  идеи теория геосинклиналей, созданная на основании изучения складчатых сооружений.

Эта теория была сформулирована Дж. Дэна, который добавил к контракционной гипотезе принцип изостазии. Согласно этой концепции  Земля состоит из гранитов (континенты) и базальтов (океаны). При сжатии Земли в океанах – впадинах возникают тангенциальные силы, которые давят на континенты.

Последние вздымаются в горные хребты, а затем  разрушаются. Материал, который получается в результате разрушения, откладывается во впадинах.

 Против  этой схемы  выступил немецкий учёный – метеоролог Альфред Вегенер 6 января 1912 года он выступил на собрании Немецкого геологического общества с докладом о дрейфе материков.

Исходной  посылкой к созданию теории стало  совпадение очертаний  западного  побережья Африки и  восточного Южной  Америки. Если эти  континенты сдвинуть, то они совпадают, как если бы образовались в результате раскола одного праматерика.

Вегенер не удовлетворился совпадением очертаний побережий (которые неоднократно замечались до него), а стал интенсивно искать доказательства теории. Для этого он изучил геологию побережьев обоих континентов и нашёл множество схожих геологических комплексов, которые совпадали при совмещении, так же, как и береговая линия.

Другим  направлением доказательства теории стали палеоклиматические реконструкции, палеонтологические и биогеографические  аргументы. Многие животные и растения имеют ограниченные ареалы, по обе  стороны Атлантического океана.

Они очень схожи, но разделены  многокилометровым водным пространством,  и трудно предположить, что они  пересекли океан.

Кроме того, Вегенер стал искать геофизические и геодезические доказательства. Однако, в то время уровень этих наук был явно не достаточен, чтобы зафиксировать современное движение континентов. В 1930 году Вегенер погиб во время экспедиции в Гренландии, но перед смертью уже знал, что научное сообщество не приняло его теорию.

 Изначально  теория  дрейфа материков  была принята  научным сообществом благосклонно, но в 1922 году она подверглась  жёсткой критике со стороны  сразу нескольких известных специалистов. Главным аргументом против теории стал вопрос о силе, которая двигает плиты. Вегенер полагал, что континенты двигаются по базальтам океанического дна, но для этого требовалось огромное усилие, и источника этой силы никто назвать не мог.

В качестве источника движения плит предлагались сила Кориолиса, приливные  явления  и некоторые другие, однако простейшие расчёты показывали, что  всех их абсолютно недостаточно для  перемещения  огромных континентальных  блоков.

Критики теории Вегенера поставили во главу угла вопрос о силе, двигающей континенты, и проигнорировали всё множество фактов, безусловно подтверждавших теорию. По сути, они нашли единственный вопрос, в котором новая концепция была бессильна, и без конструктивной критики отвергли основные доказательства.

После смерти Альфреда Вегенера теория дрейфа материков была отвергнута, и подавляющее большинство исследований продолжали проводиться в рамках теории геосинклиналей. Правда, и ей пришлось искать объяснения истории расселения животных на континентах. Для этого были придуманы сухопутные мосты, соединявшие континенты, но погрузившиеся в морскую пучину. Это было ещё одно рождение легенды об Атлантиде. Стоит отметить, что некоторые учёные не признали вердикт мировых авторитетов и продолжили поиск доказательств движения материков.

Так дю Туа ( Alexander du Toit  ) объяснял образование гималайских гор столкновением Индостана и Евразийской плиты.

Вялотекущая борьба фиксистов, как назвали сторонников отсутствия значительных горизонтальных перемещений, и мобилистов, утверждавших, что они всё таки двигаются, с новой силой разгорелась в 1960-х годах, когда в результате изучения дна океанов были найдены ключи к понимаю «машины» под названием Земля.

К началу 1960-х годов была составлена карта рельефа дна  Мирового океана, которая показала, что в центре океанов расположены срединно-океанические хребты, которые возвышаются на 1,5-2 км над абиссальными равнинами, покрытыми осадками. Эти данные позволили Р. Дицу и Г. Хессу в 1962 – 1963 годах выдвинуть гипотезу спрединга. Согласно этой гипотезе, в мантии происходит конвекция со скоростью около 1 см/год. Восходящие ветви конвекционных ячеек выносят под срединно-океаническими хребтами мантийный материал, который обновляет океаническое дно в осевой части хребта каждые 300-400 лет. Континенты не плывут по океанической коре, а перемещаются по мантии, будучи пассивно «впаяны» в литосферные  плиты. Согласно концепции спрединга, океанические бассейны структуры непостоянные, неустойчивые, континенты же – устойчивые.

В 1963 году гипотеза спрединга получает мощную поддержку в связи с открытием полосовых магнитных аномалий океанического дна. Они были интерпретированы, как запись инверсий магнитного поля Земли, зафиксированная в намагниченности базальтов дна океана.

После этого тектоника  плит начала победное шествие в науках о Земле. Всё  больше учёных понимали, что, чем тратить  время на защиту концепции фиксизма, лучше взглянуть на планету с точки зрения новой теории и, наконец-то, начать давать реальные объяснения сложнейшим земным процессам. Сейчас тектоника плит подтверждена прямыми измерениями скорости плит методом интерферометрии излучения от далёких квазаров и измерениями с помощью спутниковых навигационных систем GPS. Результаты многолетних исследований полностью подтвердили основные положения теории тектоники плит. 

 

Современное состояние  тектоники  плит

 За  прошедшие десятилетия  тектоника  плит значительно  изменила свои основные положения.  Ныне их можно сформулировать следующим образом: верхняя часть твёрдой Земли делится  на хрупкую литосферу и пластичную астеносферу. Конвекция в астеносфере – главная причина движения плит.

Литосфера делится на 8 крупных  плит, десятки  средних плит и  множество мелких. Мелкие плиты расположены  в поясах между крупными плитами. Сейсмическая, тектоническая и магматическая  активность сосредоточена на границах плит. Литосферные плиты в первом приближении описываются  как твёрдые тела, и их движение подчиняется теореме вращения Эйлера.