Литосфера - подвижная твердь

Развитие литосферы

Развитие литосферы рассматривалось целым рядом концепций:

• Концепция «Фиксистов» утверждает, что материки всегда были на своих современных местах;
• «Мобилисты» доказывают противоположное – блоки литосферы движутся;
• Материки растут за счет дна океанов, а первоначально они были небольшими массивами;
• Размеры суши увеличиваются за счет образования гор в геосинклиналях;
• Ротационная концепция.

Последователи ротационной концепции считали, что перемещение континентов могло произойти с изменением скорости вращения Земли. В динамике и развитии планеты, как считали ученые, могут принимать участие внутренние, эндогенные источники энергии или по отношению к ней, внешние факторы. Среди таких факторов был назван ротационный фактор, связанный с вращением Земли. На этот фактор давно указывали многие ученые в $XIX$ веке, но аргументов в его защиту было недостаточно, поэтому большой известности и признания эта идея не получила. Появившаяся в то время теория тектоники литосферных плит отодвинула ротационный фактор. И только в последние годы он снова стал привлекать к себе внимание.

Современные геодинамические модели просто не могут не учитывать следующие базовые факторы:

• Орбитальное обращение Земли вокруг Солнца, которое формирует особенности планетарной структуры;
• Вращение Земли вокруг оси, влияющее на образование разномасштабных линейных образований;
• Тектоническое вращение отдельных блоков, которое оказывает воздействие на развитие разномасштабных сдвигово-ротационных и ротационно-сдвиговых структур.

Строение литосферы

Мы уже знаем, что литосфера – это твердая оболочка нашей планеты, состоящая из земной коры и верхней мантии, доходящей до пластичного слоя – астеносферы, в котором скорость сейсмических волн понижается. Здесь находится нижняя граница литосферы и одновременно верхний пластичный слой верхней мантии планеты. Между астеносферой и литосферой существует граница, которая может лежать на глубине от $4$-$200$ км. Верхнюю границу литосферы ограничивают две другие оболочки – гидросфера и атмосфера. Под рифтами литосфера имеет самую маленькую мощность, а максимальная мощность находится под кратонами – это древние ядра материков. Получается, что наименьшая толщина литосферы находится над наиболее нагретыми участками, а наибольшая толщина – над холодными, где мантия находится глубоко от земной поверхности. Строение литосферы неоднородно и по реакции на длительно действующие нагрузки, в ней выделяют два слоя.

Верхний слой, достаточно упругий, включает земную кору и основные её слои. Пластичный нижний слой включает в себя часть верхней мантии. В пределах астеносферы, предполагают ученые, происходит медленное перетекание масс под влиянием неравномерной нагрузки со стороны земной коры, в горизонтальном направлении. Очаги питания вулканов находятся в её пределах.

Относительно структуры астеносферы Л.И. Лобковским и А.В. Каракиным было выдвинуто предположение о слоистой структуре астеносферы, идея которого находит подтверждение в сейсмических материалах. Дополнительные доказательства слоистого её строения в последние годы тоже были получены. Были изучены сейсмические явления проведенных подземных ядерных взрывов в российском центре ГЕОН. Данные исследования показали, что в верхней мантии, в пределах Западной и Центральной Сибири, фиксируется три слоя с пониженной скоростью сейсмических волн.

В литосфере по всей её толщине могут встречаться горизонты, где вязкость очень низкая. По ним происходит проскальзывание слоев литосферы. Данному явлению дали название расслоенности литосферы. Все литосферные плиты или блоки литосферы двигаются по пластичной астеносфере. Ученые считают, что большую часть поверхности Земли ($90$ %) покрывают $7$-$8$ крупнейших литосферных плит, расположенных под материками и океанами с одноименными названиями. Ряд плит, например, Тихоокеанская плита, сложена океанической корой, а другие образованы блоками континентальной коры, впаянной в океаническую. Между плитами литосферы есть границы, в районе которых можно наблюдать вулканическую и сейсмическую активность. Здесь часто происходят грозные экологические процессы – сдвиги, сели, обвалы, иногда приводящие к глобальным экологическим катастрофам.

Выделяют три типа литосферных границ:

• Трансформные;
• Конвергентные;
• Дивергентные.

Куда плывут материки

Ученые уже давно догадались о том, что блоки-плиты, из которых состоит литосфера, движутся относительно друг друга. Эта идея была высказана в теории дрейфа континентов, и предложил её в $1920$-х годах немецкий геофизик и метеоролог А. Вегенер. Научная общественность не сразу приняла эту идею и теорию отвергли. Проблема заключалась в том, что причины и механизм этого передвижения не могли объяснить. Значительно позже идея А. Вегенера получила развитие в геологии и свелась к «новой глобальной тектонике», которая известна под названием «тектоника литосферных плит». В целом литосферу и материки слагают твердые упруго-хрупкие породы, а астеносфера – это пластично-вязкое вещество. Если её вязкость значительно меньше вязкости литосферы, то вполне допустимо течение типа конвективных потоков, способных переносить плиты литосферы. Идеи А. Вегенера были переосмыслены, и вместо дрейфа континентов литосфера стала рассматриваться как подвижная твердь Земли, но причины движения литосферных плит, по-прежнему остались предметом дискуссий.

У современной тектоники литосферных плит (ТЛП) есть основные положения:

• Деление верхней части твердой Земли на хрупкую литосферу и пластичную астеносферу;
• Конвекция в астеносфере является главной причиной движения плит;
• Перенос тепла из центра Земли является источником течений, которые происходят в горизонтальной плоскости и переносят плиты;
• Движение плит является следствием остывания Земли – часть тепловой энергии превращается в механическую работу и Земля в каком-то смысле представляет собой тепловой двигатель.