Геотектонические гипотезы

Содержание

Слайд 2

Н. Стено (Стенон)

Н. Стено (Стенон)

Слайд 3

Первичное и вторичное залегание пород

Первичное и вторичное
залегание пород

Слайд 4

Р. Декарт и Г. Лейбниц

Р. Декарт и Г. Лейбниц

Слайд 5

Идеи М. В. Ломоносова

Идеи М. В. Ломоносова

Слайд 6

Складчатость – оттеснение слоев со сводов поднятий поднимающейся магмой (Б. Штудер) А. Гумбольдт Гипотеза поднятия

Складчатость – оттеснение слоев со сводов
поднятий поднимающейся магмой
(Б. Штудер)


А. Гумбольдт

Гипотеза поднятия

Слайд 7

Эли де Бомон Пьер Симон Лаплас ГИПОТЕЗА КОНТРАКЦИИ Иммануил Кант

Эли де Бомон

Пьер Симон Лаплас

ГИПОТЕЗА КОНТРАКЦИИ

Иммануил Кант

Слайд 8

ПУЛЬСАЦИОННАЯ ГИПОТЕЗА В. А. Обручев и М. А. Усов Е. Е. Милановский

ПУЛЬСАЦИОННАЯ ГИПОТЕЗА

В. А. Обручев и М. А. Усов

Е. Е. Милановский

Слайд 9

ГИПОТЕЗА ДРЕЙФА МАТЕРИКОВ 1910 г. – Ф.Тейлор, 1915 г. – австрийский

ГИПОТЕЗА ДРЕЙФА МАТЕРИКОВ
1910 г. – Ф.Тейлор, 1915 г. – австрийский геофизик

А.Вегенер («Происхождение материков и океанов»).

А.Вегенер

Слайд 10

До МZ суперконтинент Пангея – раскол – нынешние материки – передвигаются.

До МZ суперконтинент Пангея – раскол – нынешние материки – передвигаются.


Континентальные плиты (легкая SiAl) – как льдины – медленно «плывут» по массивной SiМa.
Сопротивление океанического дна – горные хребты по краям континентов.
Слайд 11

Подтверждение: - совмещение береговых линий приатлантических материков, - следы оледенения в

Подтверждение:
- совмещение береговых линий приатлантических материков,
- следы оледенения в Р-С

на современных континентах,
- идентичность позднеPZ-раннеMZ разрезов Африки и Ю. Америки,
- единство позднеPZ-ской флоры и фауны материков Южного полушария и Индии.
Слайд 12

Критика: - сложный механизм, - долгоживущие глубинные (мантийные) разломы на материках

Критика:
- сложный механизм,
- долгоживущие глубинные (мантийные) разломы на материках

Слайд 13

НОВАЯ ГЛОБАЛЬНАЯ ТЕКТОНИКА (ТЕКТОНИКА ПЛИТ, НЕОМОБИЛИЗМ) А.Холмс, Г.Хесс и Р.Дитц –

НОВАЯ ГЛОБАЛЬНАЯ ТЕКТОНИКА
(ТЕКТОНИКА ПЛИТ, НЕОМОБИЛИЗМ)
А.Холмс, Г.Хесс и Р.Дитц – возрождение идей

Вегенера. Расширение дна океанов:
- 1 см в год – Северная Атлантика,
- до 6 см – некоторые части Тихого океана.
Факты:
- иное положение полюсов в геологическом прошлом

Траектории движения полюсов:
(а) – Северного относительно Европы и Северной Америки, (б) – Южного относительно Африки и Южной Америки,
(в) – то же в соответствии с реконструкциями Вегенера.

Слайд 14

- открытие системы срединно-океанических хребтов с рифтовыми зонами

- открытие системы срединно-океанических хребтов
с рифтовыми зонами

Слайд 15

- полосовые магнитные аномалии – чередование эпох прямого и обратного магнитного

- полосовые магнитные аномалии – чередование эпох
прямого и обратного магнитного

поля

Аномалии
величины напряженности магнитного поля
в районе Срединно-Атлантического хребта

Слайд 16

- молодое дно океанов – до 180 млн. лет, - увеличение

- молодое дно океанов – до 180 млн. лет,
- увеличение возраста

вулканических пород
по мере удаления от оси рифта

Возраст океанической коры по магнитным аномалиям (Кеннет, 1987):
1 – области отсутствия данных и суша;
2 – голоцен, плейстоцен, плиоцен (0–5 млн. лет);
3 – миоцен (5–23 млн. лет);
4 – олигоцен (23–38. млн. лет);
5 – эоцен (38–53 млн. лет);
6 – палеоцен (53–65 млн. лет);
7 – мел (65-135 млн. лет); 8 – юра (135-190 млн. лет)

Слайд 17

- обнаружение в верхней мантии (60-250 км) разуплотненного слоя (астеносферы).

- обнаружение в верхней мантии (60-250 км) разуплотненного слоя (астеносферы).

Слайд 18

Механизм движения дна океана: под действием конвекционных течений в мантии и

Механизм движения дна океана:
под действием конвекционных течений в мантии
и подъема

расплавленного материала
из верхней мантии к поверхности
Слайд 19

Что движется? Литосферные плиты, ограниченные рифтовыми зонами – медленное скольжение по

Что движется?
Литосферные плиты, ограниченные рифтовыми зонами – медленное скольжение по

вязкой, разуплотненной астеносфере.
Ле Пишон, В.Морган, Д.Хэйртцлер, Б.Изакс – крупных плит 8-10: океанические, континентальные, смешанные.

Охотская плита

Слайд 20

Строение внутриокеанского спредингового пояса 1 – астеносфера, 2-7 – океаническая кора:

Строение внутриокеанского спредингового пояса
1 – астеносфера, 2-7 – океаническая кора: 2

– ультрабазиты, образовавшиеся из нижней части магматического очага,
3 – базиты, образовавшиеся из его верхней части, 4 – комплекс параллельных базальтовых даек, 5 – базальтовые лавы,
6 – океаническая кора разных стадий спрединга,
7 – ограниченное сбросами дно рифтовой долины (базальты),
8 – близповерхностный магматический очаг, 9 – конвективные течения магмы в очаге; 10 – толща океанических осадков;
11 – разновозрастные осадки; 12 – направления расширения океанической коры

Механизм перемещения (спрединга):
- в срединно-океанических хребтах: конвекционные потоки из мантии – новые порции базальтовой магмы раздвигают плиты – наращивают их изнутри,

Слайд 21

- в областях типа тихоокеанского побережья Азии (активные): тяжелая океаническая плита

- в областях типа тихоокеанского побережья Азии (активные): тяжелая океаническая плита

– «пододвигается» (субдукция) под континентальную (40-45°) в зоне Заварицкого-Беньофа (землетрясения, вулканизм) – края плиты переплавляются в астеносфере,
Слайд 22

Механизм формирования горной системы Анд (столкновение Тихокеанской плиты с плитой Наска):

Механизм формирования горной системы Анд (столкновение Тихокеанской плиты с плитой Наска):


- на континенте – горы,
- в зоне субдукции – океаническая кора – в мантию.
Слайд 23

Курильские острова – с островными дугами

Курильские острова – с островными дугами

Слайд 24

- столкновение континентальных плит – смятие, воздымание вверх (коллизия) – Столкновение

- столкновение континентальных плит – смятие, воздымание вверх (коллизия)


Столкновение Индийской и

Азиатской плит –
Гималаи и Тибет
Слайд 25

- при боковом столкновении – плиты скользят друг относительно друга (разлом Сан-Андреас в Калифорнии).

- при боковом столкновении – плиты скользят друг относительно друга (разлом

Сан-Андреас в Калифорнии).
Слайд 26

Красное море. Схема раздвижения плит и формирования океанической коры. Снимок из космоса

Красное море.
Схема раздвижения плит и
формирования океанической коры.

Снимок из

космоса
Слайд 27

Критика гипотезы мобилизма: - отсутствие зон субдукции вокруг Антарктической и Африкано-Аравийской

Критика гипотезы мобилизма:
- отсутствие зон субдукции вокруг Антарктической и Африкано-Аравийской плит,
-

отсутствие под архейскими щитами астеносферы – здесь континенты не могли перемещаться,
- палеомагнитные исследования по докембрию Африки, Австралии, Северной Америки и Гренландии – положение полюсов 2,3-1,6 млрд. лет в них располагались близ друг друга – дрейф континентов тогда проблематичен,
- немезозойский возраст Индийского и Атлантического океанов (рифей – на севере Срединно-Атлантического хребта, восточный склон – палеозойские трилобиты),
- в Исландии мощность континентальной коры 30-40 км, нет рифтов.
Слайд 28

ГИПОТЕЗА ПОДКОРОВЫХ КОНВЕКЦИОННЫХ ТЕЧЕНИЙ Д. Джоли (1924 г.) – влияние радиогенного

ГИПОТЕЗА ПОДКОРОВЫХ КОНВЕКЦИОННЫХ ТЕЧЕНИЙ
Д. Джоли (1924 г.) – влияние радиогенного тепла

на тектонические движения:
- накопление тепла – нагрев оснований континентов – плавление базальтов – погружение материков – трансгрессии,
- плавление базальтов под океанами – скольжение континентальных глыб по ним к западу (приливные силы Солнца и Луны),
- континенты вновь остыва­ют и поднимаются – складчатость.
Критика – граниты должны расплавиться раньше базальтов.
А. Холмс (1929 г.) – неравномерное распределение подкорового радиогенного тепла:
- на континентах: восходящие конвекционные течения в мантии – разрыв, дробление континентов – образование новых океанов,
- на границе континентов и океанов – нисходящее в мантию течение.
Слайд 29

ГИПОТЕЗА ПЛЮМОВ И ГОРЯЧИХ ПОЛЕЙ Мантийные плюмы – колонны разогретого вещества,

ГИПОТЕЗА ПЛЮМОВ И ГОРЯЧИХ ПОЛЕЙ
Мантийные плюмы – колонны разогретого вещества, поднимающиеся

из глубоких слоев мантии:
диаметр – 100-240 км, скорость – 2 м/год.
Сверху – купола диаметром до 1000 км, возвышающие на 1-2 км над местностью.

Схема возможной динамики переходного слоя в нижней мантии
Глубина кровли от ~1600 км до границы мантия-ядро. Стрелками – движение вещества. (Kellogg L.H. et al., 1999).

Слайд 30

Плюмы встречаются: - внутри плит – плюм под островом Гавайи (гавайского

Плюмы встречаются:
- внутри плит – плюм под островом Гавайи (гавайского типа),

Топография

Гавайских островов (иллюстрация Пола Джонсона)

Вход в «лавовый тоннель» рядом с гавайским вулканом Килауэа

Слайд 31

- между дивергентными (раздвигающимися) плитами – плюм под Исландией (исландского типа).

- между дивергентными (раздвигающимися) плитами – плюм под Исландией (исландского типа).

Компьютерная

модель плюмов

Космический снимок Исландии

Слайд 32

По Н.Л.Добрецову и А.Г.Кирдяшкину, в последние 2 млрд. лет: - периодические

По Н.Л.Добрецову и А.Г.Кирдяшкину, в последние 2 млрд. лет:
- периодические мантийные

плюмы на границе ядро – нижняя мантия,
- их отделение от ядра в процессе конвекции и накопление в слое D,
- гравитационная неустойчивость (отрыв малоплотного вещества),
- модификация на границе верхняя-нижняя мантия (около 670 км).
Слайд 33

Причины поднятия плюмов: - легче окружающих пород, вязкость которых мала, -

Причины поднятия плюмов:
- легче окружающих пород, вязкость которых мала,
- ведут

себя как пластическое твердое тело – как соляные диапиры,
уменьшение давления в плюме – рост содержания расплава – еще больше способствует подъему – повышенная вулканическая активность в горячих точках
Природа плюмов:
- тепловая (при плавлении окружающего субстрата),
- химическая (при различии в плотности между плюмом и окружающим массивом),
- тепловая и химическая (при частичном плавлении окружающего вещества).
Слайд 34

Горячие точки: - цепь Гавайских и Императорских островов: извержения вулканов, соответственно,

Горячие точки:
- цепь Гавайских и Императорских островов: извержения вулканов, соответственно, от

0 до 42 млн. лет и от 43 до 70 млн. лет – след движения Тихоокеанской плиты над Гавайской горячей точкой, существующей 70 млн. лет.
- кимберлитовые поля в Южной Африке: след движения Африканской плиты над двумя горячими точками 200-110 и 100-70 млн. лет назад.

След на Тихоокеанской плите от
Гавайского восходящего потока

Слайд 35

Остров Оаху (Гавайский архипелаг, США) Лава из-под корки – в море, Большой остров, Гавайи

Остров Оаху (Гавайский архипелаг, США)

Лава из-под корки
– в море, Большой

остров, Гавайи
Слайд 36