Тектоника плит. Плиты

Когда теория дрейфа континентов была объединена с идеей распространения морского дна, это привело к формированию интегрированной концепции движения земной коры, известной как тектоника плит.

Тектоника плит рассматривает литосферу как ряд литосферных плит, каждая из которых состоит из континентальной или океанической коры, или некоторых из них, с прикрепленным к ним жестким мантийным материалом. Плиты очерчены основными сейсмическими поясами мира (см. рис. 2.9); на эту связь впервые указал в 1965 году Дж. Т. Уилсон, геофизик из Университета Торонто.

Рис. 2.19. Основные литосферные плиты мира. Стрелки указывают направление движения плит. Новая граница плиты отделяет Индию от Австралийской плиты

В 1970 году в Индийском океане была обнаружена зона сжатого морского дна, простирающаяся в направлении восток-запад. В 1990 году, после дальнейших исследований, было высказано предположение, что эта зона представляет собой новую границу плиты. Более поздние акустические измерения морского дна в этом районе подтвердили границу плиты и наличие тринадцатой плиты.

Плиты. Границами плит являются впадины, хребты или разломы. Направление движения плит на каждой границе зависит от того, движутся ли литосферные плиты вместе, раздвигаются или скользят мимо друг друга.

Границы плит расходятся или раздвигаются на срединно-океанических хребтах, где формируется новая литосфера; они известны как расходящиеся границы плит. В впадинах плиты сходятся или движутся навстречу друг другу, разрушая старую литосферу в зонах субдукции и формируя сходящиеся границы плит. Сходящиеся границы также образуются там, где сталкиваются массивы суши.

Плиты движутся мимо друг друга по разломам, где происходит разлом в скалистой коре со смещением одной стороны относительно другой. Существует много типов разломов; в некоторых движение происходит вертикально, в некоторых горизонтально, а в некоторых наклонно. Тщательный осмотр срединно-океанического хребта и системы возвышений показывает участки хребта, которые смещены вбок друг от друга вдоль особого вида разлома, называемого трансформным разломом.

Противоположные стороны трансформационного разлома представляют собой две разные пластины, которые движутся в противоположных направлениях (см. область А на рис. 2.20). Это движение создает активную зону разлома, которая может быть очагом частых и сильных, но неглубоких землетрясений.

Рис. 2.20. Относительное движение плит и смещение земной коры вдоль разлома. Пластины в трансформационном разломе A движутся в противоположных направлениях. Движение пластины в точке B происходит в одном направлении

Там, где эта же линия разлома выходит за пределы осей обоих хребтов, плиты земной коры движутся в одном направлении, и дифференциальное движение вдоль разлома значительно уменьшается (см. область В на рис. 2.20). Эти области разломов являются тихими, но неисправности все еще могут быть обнаружены.

Боковое движение хребта вдоль трансформных разломов приводит к резким вертикальным смещениям, называемым откосами, по всей ширине хребта. Это регионы, где происходят внезапные изменения глубины океана. Откосы и трансформные разломы являются границами, где один участок земной коры перемещается относительно другого. Вдоль этих разломов земная кора не создается и не разрушается.

Разлом Сан-Андреас, отличный пример одного из крупных трансформных разломов, простирается от северной оконечности Восточно-Тихоокеанского поднятия вверх через Калифорнийский залив до района залива Сан-Франциско и выходит в море на север (рис. 2.21), оканчиваясь у Горда и Хуан-де-ла-Манча. Гребни Фуки.

Рис. 2.21. (а) Затонувшая часть разлома к югу от Сан-Франциско и к западу от Пало-Альто используется для хранения воды для нужд обоих городов. (b) Разлом Сан-Андреас проходит с севера на юг от Калифорнийского залива через полуостров Сан-Франциско

Система разломов Сан-Андреас позволяет участкам земной коры с обеих сторон перемещаться горизонтально относительно друг друга. Суша на тихоокеанской стороне, включая прибрежную зону от Сан-Франциско до оконечности Нижней Калифорнии, активно продвигается на север мимо суши на восточной стороне разлома.

Движение неравномерно; когда напряжение накапливается, происходит внезапное перемещение вдоль разлома, вызывающее сильные землетрясения. Движение вдоль этой системы разломов вызвало знаменитые землетрясения 1906 и октября 1989 годов (Лома Приета) в районе залива Сан-Франциско и в 1994 году (Нортридж). Землетрясение в Лос-Анджелесе.

Причина многих обнаруженных трансформационных разломов, связанных с системой гребней, связана с изменениями скорости и направления движения плит по мере их раздвигания на сферической поверхности. Изменения в силе или расположении конвекционных ячеек и столкновения между участками земной коры также могут привести к трансформным разломам.