Viac

5.7: Hranice tektonických dosiek - geovedy

5.7: Hranice tektonických dosiek - geovedy


Hranice platní sú okraje, kde sa stretávajú dve platne. Ako sa môžu dve dosky vzájomne pohybovať?

  • Rozdielne hranice dosiek: dve platne sa od seba vzdialia.
  • Konvergentné hranice dosiek: dve platne sa pohybujú k sebe.
  • Transformujte hranice dosiek: dve platne sa prekĺznu jedna za druhou.

Typ hranice dosky a typ kôry nachádzajúcej sa na každej strane hranice určuje, aký druh geologickej činnosti sa tam bude nachádzať.

Rozdielne hranice tanierov

Dosky sa od seba oddeľujú na stredooceánskych hrebeňoch, kde sa vytvára nové morské dno. Medzi dvoma platňami je priekopová prepadlina. Lávové prúdy na povrchu sa rýchlo ochladzujú a menia sa na čadič, ale hlbšie v kôre sa magma ochladzuje pomalšie a vytvára gabro. Celý hrebeňový systém je teda tvorený vyvrelými horninami, ktoré sú buď extrúzne, alebo rušivé. Zemetrasenia sú na stredooceánskych hrebeňoch bežné, pretože pohyb magmy a oceánskej kôry má za následok chvenie kôry. Prevažná väčšina stredooceánskych hrebeňov sa nachádza hlboko pod morom. Tu je animácia z amerického geologického prieskumu (USGS) rozdielnych hraníc dosiek na stredooceánskom hrebeni a ďalšia animácia od IRIS. Ako dochádza k divergencii, môže dôjsť k plytkým zemetraseniam spolu so sopkami v oblastiach trhlín. Keď sa proces začne, vyvinie sa údolie, ako napríklad Veľké priekopové údolie v Afrike. V priebehu času sa toto údolie môže zaplniť vytváraním vody lineárne jazerá. Ak bude divergencia pokračovať, môže sa vytvoriť more ako Červené more a nakoniec oceán ako Atlantický oceán. Pozrite sa na východnú polovicu Afriky a všimnite si jazerá, ktoré vyzerajú lineárne. Východná Afrika sa trhá od týchto lineárnych jazier do údolia Veľkej priekopy a až k Červenému moru. Konečnou divergentnou hranicou je Atlantický oceán, ktorý začal, keď sa Pangea rozpadla.

Hranice zbiehavej platne

Keď sa dve platne zbiehajú, výsledok závisí od typu litosféry, z ktorej sú platne vyrobené. Bez ohľadu na to, rozbitie dvoch obrovských dosiek litosféry dohromady má za následok vznik magmy a zemetrasení.Konvergencia oceánu s kontinentom nastáva, keď sa oceánska kôra zbieha s kontinentálnou kôrou, čo núti hustejšiu oceánsku dosku ponoriť sa pod kontinentálnu dosku. Tento proces tzv subdukcia, vyskytuje sa pozdĺž oceánskych zákopov tzv subdukčné zóny kde môže dôjsť k mnohým intenzívnym zemetraseniam a sopečným výbuchom. Hustšia, subdukujúca doska sa začína zahrievať pod extrémnym tlakom v blízkosti plášťa a topí sa, čím dochádza k taveniu sopiek. Tieto pobrežné sopečné hory sa nachádzajú v línii nad subdukčnou doskou. Sopky sú známe ako kontinentálny oblúk. Pohyb kôry a magmy spôsobuje zemetrasenie. Kliknutím sem zobrazíte mapu epicentier zemetrasenia v subdukčných zónach. Sopky severovýchodnej Kalifornie - sopky Lassen Peak, Mount Shasta a Medicine Lake - spolu so zvyškom kaskádových hôr severozápadného Pacifiku sú výsledkom subdukcie Juana de Fuca tanier pod severoamerickým tanierom. Doska Juan de Fuca je vytvorená morským dnom, ktoré sa šíri mimo pobrežia hrebeňa Juan de Fuca. Ak je magma v kontinentálnom oblúku felsická, môže byť príliš viskózna (hrubá) na to, aby sa zdvihla cez kôru. Magma bude pomaly chladnúť, aby vytvorila žulu alebo granodiorit. Tieto veľké telá dotieravých vyvrelých hornín sa nazývajú batolity, ktoré môžu byť jedného dňa vyzdvihnuté a vytvoriť pohorie.

An hranica oceánsko-oceánskej platne nastáva, keď sa dve oceánske platne zbiehajú, čo spôsobuje, že staršia, hustejšia doska sa subduktuje do plášťa. Priekopa oceánu označuje miesto, kde je platňa zatlačená nadol do plášťa. Línia sopiek, ktorá rastie na hornej oceánskej doske, je ostrovný oblúk. Ohnivý kruh je kruh okolo Tichého oceánu subdukčných zón, z ktorých väčšina je konvergenciou oceán-oceán. Tu je animácia hranice taniera oceánskeho kontinentu. Pozdĺž týchto subdukčných zón sa vytvárajú sopečné ostrovy (nazývané tiež sopečné oblúky). Medzi príklady týchto regiónov patrí Japonsko, Indonézia a Aleutské ostrovy.

Keď sa dve kontinentálne platne zblížia, namiesto subdukcie sa dve podobné tektonické dosky spoja a vytvoria veľké pohoria ako masívna hromada automobilov. Toto sa volá kontinentálna konvergenciaa geologicky vytvára intenzívne skladanie a chybovanie, a nie vulkanickú aktivitu. Príklady horských pásiem vytvorených týmto procesom sú himalájske hory, pretože India naráža na Áziu, Alpy v Európe a Appalaciánske hory v USA ako severoamerickú platňu sa zrazil s africkou platňou, keď sa formovala Pangea. V dôsledku tohto procesu došlo v roku 2005 k zemetraseniu v Kašmíre v Indii, ktoré zabilo viac ako 80 000 ľudí. A naposledy, zemetrasenie v Číne v roku 2008, ktoré zabilo pred letnými olympijskými hrami takmer 85 000 ľudí, bolo kvôli tejto tektonickej sile. Apalačské pohorie je pozostatkom veľkého pohoria, ktoré bolo vytvorené pred zhruba 250 miliónmi rokov, keď Severná Amerika vrazila do Eurázie.

Transformujte hranice dosiek k tomu dochádza vtedy, keď sa dve tektonické platne kĺžu (alebo brúsia) okolo seba rovnobežne. Najznámejší hranica transformácie je Chyba San Andreas kde sa tichomorská doska, na ktorej sú Los Angeles a Havaj, míňa okolo severoamerickej dosky, na ktorej je San Francisco a zvyšok USA, rýchlosťou 3 palce za rok. Nedávno geológovia vyhlásili, že San Francisco by malo v nasledujúcich 30 rokoch očakávať ďalšie katastrofálne zemetrasenie. Ďalšou dôležitou hranicou transformácie je Severoatatolická chyba v Turecku. Táto silná chyba naposledy praskla v roku 1999 v tureckom Izmite, pričom za 48 sekúnd zahynulo 17 000 ľudí.

Intraplate Hranice

Malé množstvo geologickej aktivity, známe ako intraplate aktivita, neprebieha na hraniciach platne, ale v rámci platne. Plášte plášťa sú rúrky horúcej skaly, ktoré stúpajú cez plášť. Uvoľnenie tlaku spôsobuje, že tavenie v blízkosti povrchu tvorí a hotspot. Erupcie v hotspote vytvoria sopku. Sopky Hotspot sa nachádzajú v rade. Dokážete prísť na to, prečo? Tip: Najmladšia sopka sa nachádza nad hotspotom a sopky starnú so vzdialenosťou od hotspotu. Tu je vidieť animáciu vytvorenia reťazca hotspotov. Geológovia používajú niektoré reťazce hotspotov na určenie smeru a rýchlosti pohybu taniera. Hotspotové magmy zriedka prenikajú cez hrubú kontinentálnu kôru. Jedinou výnimkou je hotspot Yellowstone.


Dejiny tektoniky z dynamickej geosférovej dosky Zeme

Nasledujú príbehy, ktoré navrhla Cheryl Mosier, učiteľka vedy o Zemi na strednej škole Columbine v Littletone v Colorade.

  1. K prírodným nebezpečenstvám spojeným s procesmi a udalosťami na Zemi patrí sucho, záplavy, búrky, sopečná činnosť, zemetrasenia a klimatické zmeny. Predstavujú riziko pre ľudí, ich majetok a komunity. Veda o Zemi sa používa na štúdium, predpovedanie a zmierňovanie prírodných nebezpečenstiev, aby sme mohli hodnotiť riziká, múdro plánovať a aklimatizovať na účinky prírodných nebezpečenstiev.
  1. K prírodným nebezpečenstvám spojeným s procesmi a udalosťami na Zemi patrí sucho, záplavy, búrky, sopečná činnosť, zemetrasenia a klimatické zmeny. Predstavujú riziko pre ľudí, ich majetok a komunity. Veda o Zemi sa používa na štúdium, predpovedanie a zmierňovanie prírodných nebezpečenstiev, aby sme mohli hodnotiť riziká, múdro plánovať a aklimatizovať na účinky prírodných nebezpečenstiev.

Aktivita 1 - Jazda na litosférickej doske

Aktivita 2 - Hranice taniera a interakcie taniera

Aktivita 3 - Čo poháňa taniere?

Aktivita 4 - Účinky platňovej tektoniky

Aktivita 5 - Meniaca sa geografia vašej komunity

Naučené kľúčové dôkazy

- ktorým smerom a ako rýchlo sa pohybuje Severná Amerika

- typy hraníc platní (divergentné, konvergentné, transformačné)

- hustota kvapalín a hornín

- ako hustota ovplyvňuje vrstvy a štruktúru Zeme

- ako zemetrasenie a poloha sopky súvisia s hranicami platní

- sopečné oblúky - druhy a formácia

- Tvorba Pangey a rozchod pomocou dôkazov na podporu

- ako vieme, že sa platne pohybujú (šírenie morského dna, magnetické pruhy, hory)


Konvergentné hranice

Konvergentné hranice, niekedy nazývaný deštruktívne hranice, sú miesta, kde majú dve alebo viac tektonických dosiek čistý pohyb voči sebe. Konvergentné hranice, viac ako ktorékoľvek iné, sú známe orogenéza, proces budovania hôr a horských reťazcov. Kľúčom k konvergentným hraniciam je porozumenie hustote každej platne zapojenej do pohybu. Kontinentálna litosféra má vždy nižšiu hustotu a v porovnaní s astenosférou je silná. Na druhej strane je oceánska litosféra hustejšia ako kontinentálna litosféra a keď je stará a studená, môže byť dokonca hustejšia ako astenosféra. Keď sa doštičky s rôznou hustotou zbiehajú, hustejšia platňa sa ponorí pod ňu, doska s menšou hustotou sa nazýva proces subdukcia. (2 tanierová tektonika - úvod do geológie, n.d.)

“World Geologic Provinces ” by the United States Geologic Survey (USGS) je pod licenciou Public Domain.

Subdukcia je, keď oceánska litosféra kvôli svojej hustote klesá do plášťa. Priemerná miera subdukcie oceánskej kôry na celom svete je 25 míľ za milión rokov, asi pol palca za rok. Kontinentálna litosféra môže čiastočne subdukovať, ak je pripojená k potápajúcej sa oceánskej litosfére, ale jej vztlak jej neumožňuje úplne subdukovať. Ako tektonická doska klesá, taktiež sťahuje dno oceánu do a funkcia zákopu. V priemere je dno oceánu hlboké asi 3 až 4 km. V zákopoch môže byť oceán viac ako dvakrát taký hlboký, pričom priekopa Mariana sa blíži k ohromujúcim 11 km.

V zákopu je funkcia nazývaná akrečné klin, niekedy známy ako melanž alebo akrečné hranol, čo je zmes sedimentov oceánskeho dna, ktoré sú zoškrabané a stlačené na hranici medzi subdukčnou doskou a prevažujúcou doskou. Niekedy sa kúsky kontinentálneho materiálu, ako sú mikrokontinenty, pri jazde so subdukčnou doskou zošijú na akrečný klin a vytvoria terrane. Podstatná časť Kalifornie pozostáva z akreténnych terranov.

Keď subdukčná doska, známa ako a doska, sa ponorí do hĺbky plášťa, teplo a tlak sú také obrovské, že ľahšie materiály, známe ako prchavé látky, podobne ako voda a oxid uhličitý, sú vytlačené z subdukčnej platne do oblasti nazývanej plášť klin. Prchavé látky sa uvoľňujú väčšinou prostredníctvom hydratovaných minerálov, ktoré sa v týchto podmienkach vracajú do nehydrátových foriem. Keď sa tieto prchavé látky zmiešajú s astenosférickým materiálom nad tektonickou doskou, znižujú teplotu topenia materiálu. Pri teplote tejto hĺbky sa materiál roztaví a vytvorí sa magma. Tento proces generovania magmy sa nazýva tok topenie. Magma kvôli svojej nižšej hustote migruje smerom k povrchu a vytvára vulkanizmus. Toto tvorí zakrivený reťazec sopiek, pretože na sférickej Zemi sú zakrivené mnohé hranice, čo je znak nazývaný oblúk. Prevažná doska, ktorá obsahuje oblúk, môže byť oceánska alebo kontinentálna, pričom niektoré vlastnosti sú odlišné, ale všeobecná architektúra zostáva rovnaká.

To, ako iniciuje subdukciu, je stále vecou nejakej debaty. Začalo by to na pasívnych okrajoch, kde sa stretáva oceánska a kontinentálna kôra. V súčasnej dobe existuje oceánska litosféra, ktorá je hustejšia ako podkladová astenosféra na oboch stranách Atlantického oceánu, ktorá v súčasnosti nie je subduktívna. Prečo sa to nezmenilo na aktívnu maržu? Po prvé, v spojení medzi hustou oceánskou litosférou a menej hustou kontinentálnou litosférou, s ktorou je spojená, je sila, ktorú je potrebné prekonať. Gravitácia by mohla spôsobiť, že sa hustejšia oceánska platňa prinúti spadnúť dole, alebo môže doska začať prúdiť ťažnosťou v nízkom uhle. Existujú dôkazy, že pri pobreží Portugalska sa začína nové subdukcie. Mohutné zemetrasenia, podobne ako lisabonské zemetrasenie v roku 1755, môžu mať dokonca niečo do činenia s týmto procesom vytvárania subdukčnej zóny, hoci nie sú definitívne. Predpokladá sa tiež, že hranice transformácie, ktoré spojili oblasti rôznej hustoty, začínajú subdukciu. (2 tanierová tektonika - úvod do geológie, n.d.)

Okrem vulkanizmu sú subdukčné zóny známe aj ako najhmotnejšie zemetrasenia na svete. Miestami môže dôjsť k uviaznutiu celej subdukčnej dosky, a keď sa energia nahromadí príliš vysoko, celá subdukčná zóna sa môže kĺzať naraz po zóne, ktorá sa tiahne stovky kilometrov pozdĺž priekopy a vytvára obrovské zemetrasenia a cunami. Zemetrasenia môžu byť nielen významné, ale môžu byť aj hlboké a načrtávajú zosuvnú dosku. Subdukčné zóny sú jediné miesta na Zemi s poruchovými povrchmi, ktoré sú dostatočne veľké na to, aby spôsobili zemetrasenia s magnitúdou 9,0. Pretože tiež k poruchám dochádza pod morskou vodou, subdukcia môže vytvoriť obrovské tsunami, ako napríklad zemetrasenie v Indickom oceáne v roku 2004 a zemetrasenie v Tokiu v roku 2011 v Japonsku.

Subdukcia, ktorá je konvergentným pohybom, môže mať rôzny stupeň konvergencie. Na miestach s vysokou mierou konvergencie, väčšinou kvôli mladému, vznášajúcemu sa subdukovaniu oceánskej kôry, môže subdukčná zóna vytvárať poruchy za samotnou oblasťou oblúka, známou ako spätné oblúkové poruchy. Táto chyba môže byť ťahová, alebo je táto oblasť vystavená tlakovým silám. Moderný príklad sa vyskytuje v dvoch ‘spines ’ v Andách. Na západe sú pohoria tvorené samotným sopečným oblúkom na východe, ťahové chyby vytlačili ďalšie, nevulkanické pohorie, ktoré je stále súčasťou Ánd. Tento typ vrážania sa môže typicky vyskytovať v dvoch štýloch: tenkostenný, ktorý poškodzuje iba povrchové horniny, a hrubý, ktorý vrhá hlbšie kôrovcové horniny. Deformácia na tenkej koži sa vyskytla predovšetkým v západných USA počas kriedového severského orogénu. Blízko konca Sevier Orogeny sa v Laramide Orogeny vyskytla aj deformácia hrubej pokožky.

The Laramid Orogenéza je tiež známy ďalšou funkciou subdukcie: subdukcia plochých dosiek. Keď sa doska subdukuje v takom nízkom uhle, dochádza k interakcii medzi doskou a nadložnou kontinentálnou doskou. Magmatická aktivita môže viesť k minerálnym usadeninám a deformácia môže nastať aj vo vnútri vrchnej dosky. Všetky subdukčné zóny majú a forearc povodie, čo je oblasť medzi oblúkom a priekopou. Jedná sa o oblasť s vysokým stupňom porušenia a deformácie ťahu, ktorá sa prejavuje väčšinou v akrečnom kline. Existujú aj miesta, kde konvergencia ukazuje výsledky napínacích síl. Na tento účel boli navrhnuté rôzne príčiny, vrátane vracania dosiek v dôsledku hustoty alebo migrácie hrebeňa. To spôsobuje predĺženie za sopečným alebo ostrovným oblúkom, známym ako a povodie so zadným oblúkom. Môžu mať také veľké rozšírenie, že sa môže vyvinúť rifting a divergencia, aj keď môžu byť viac asymetrické ako ich náprotivky v strede oceánskeho hrebeňa. (2 tanierová tektonika - úvod do geológie, n.d.)


Skúmanie hraníc taniera

Ph.D. študenti Brooklyn Gose (vľavo) a Kelly Olsen na plavbe CEVICHE.

Nathan Bangs, vedúci vedecký pracovník na University of Texas Institute for Geophysics (UTIG), bol financovaný Národnou vedeckou nadáciou na vedenie troch medzinárodných seizmických prieskumných plavieb na výskumnej lodi Langseth s cieľom študovať hranice platní a subdukčné zóny pri pobreží Čile a Nový Zéland.

Subdukčné zóny sú typom poruchy, ktorá spôsobuje najväčšie a najsilnejšie zemetrasenia a cunami na svete, ako napríklad Sumatra 2004, Čile 2010 a Japonsko 2011. Subduktiová zóna Hikurangi napríklad potenciálne predstavuje najväčšie nebezpečenstvo zemetrasenia a cunami v Novom štáte Zéland.

"Je zle pochopené, prečo niektoré subdukčné zóny rýchlo kĺzajú a spôsobujú veľké zemetrasenia a veľké vlny cunami, zatiaľ čo iné sa šmýkajú pomaly alebo sa šmýkajú bez toho, aby vôbec spôsobovali pozoruhodné zemetrasenia," povedal Bangs.

"Seizmické prieskumy, aké získavame na ostrove Langseth, nám pomôžu vidieť štruktúru týchto subdukčných zón 10 až 20 kilometrov pod morským dnom, aby sme zhodnotili podmienky a procesy, ktoré riadia interakciu týchto dosiek." Tieto pozorovania sú rozhodujúce pre pochopenie všetkých subdukčných zón, vrátane tých, ktoré budú mať vplyv na USA, ako napríklad Cascadia a Aleutians. “

Prvá plavba sa uskutočnila v januári a februári 2017. Experiment z kôry z Valdivie do Illapelu na charakterizáciu obrovských zemetrasení (CEVICHE) uskutočnil seizmický prieskum zdrojových oblastí zemetrasení v meste Illapel a Maule v roku 2010 a v severnej polovici zóny prasknutia. veľkého zemetrasenia vo Valdivii v roku 1960.

Ph.D. Študenti Brooklyn Gose a Kelly Olsen, postdoktorandka UTIG Shuoshuo Han a spolupracovník výskumu UTIG Adrien Arnulf tiež pomáhali na mori počas CEVICHE.

Bangs tiež vedie plavbu v októbri a novembri 2017 a ďalšiu v januári a februári 2018 pri východnom pobreží mesta New
Severný ostrov Zélandu, ktorý bude skúmať subdukčnú zónu Hikurangi, aby určil kontroly zemetrasení v subdukčnej zóne a konkrétne predstavuje riziko pre Nový Zéland. Subdukčná zóna Hikurangi je hranicou platne, kde sa tichomorská tektonická doska ponára pod austrálsku tektonickú dosku.


Dôkaz pre tektonické platne

Kontinenty sú bloky hrubej kôry, ktoré sú cestujúcimi na vrcholoch veľkých tektonických dosiek (litosféra), ktoré sa pohybujú po mäkšej časti plášťa Zeme (astenosféra). Zemetrasenia, budovanie hôr a sopečná činnosť sa vyskytujú väčšinou na hraniciach pohybujúcich sa dosiek. Len plytké zemetrasenia sa vyskytujú tam, kde sa platne rozchádzajú v stredooceánskych hrebeňoch, zatiaľ čo zemetrasenia siahajú do veľkej hĺbky, kde sa platne zbiehajú v subdukčných zónach.

Upravené z „Parky a platne: Geológia našich národných parkov, pamiatok a morských oblastí“, Robert J. Lillie, New York, W. W. Norton and Company, 298 s., 2005, www.amazon.com/dp/0134905172.

Tektonické platne Zeme

Nasleduje mapa tektonických dosiek Zeme. Zem má asi tucet veľkých dosiek a niekoľko menších platní.


Oceánska transformácia - karibský región


Zóna poruchy San Andreas nie je jedinou aktívnou hranicou transformačnej dosky s lokalitami servisu národného parku USA. Karibská doska sa juhovýchodne od Floridy posúva na východ-severovýchod asi o 2 centimetre (0,8 palca) za rok v porovnaní so severoamerickou doskou. Obe platne sú pokryté oceánskou kôrou. Na východe sa severoamerická doska uberá západným smerom a vytvára sopky oblúka ostrova Malé Antily. Hranice transformácie sa vyskytujú na severnej a južnej strane karibskej dosky. Pohyb na severe nie je čistá transformácia, existuje určitá konvergencia, ktorá prispieva k zlepšeniu topografie. Dlhé horské hrebene a úzke zátoky v regióne obklopujúcom Národný park Americké Panenské ostrovy sú výsledkom kompresie v dôsledku zbližovania a bočného pohybu v dôsledku strihu pozdĺž hranice transformačnej dosky.

Karibská tektonická mapa

Panenské ostrovy sú v širokej zóne, kde sa krajina strihá, keď sa Karibská doska posúva na východ za oceánsku časť Severoamerickej platne. Aktívne sopky oblúka ostrova Malé Antily sa formujú ako subdukty severoamerickej dosky pod karibskou doskou.

Zdroj mapy topografie morského dna: „Globálna topografia morského dna zo satelitných a hĺbkových sondovaní lodí“, 1997, W. H. F. Smith a D. T. Sandwell, Science, v. 277, s. 1956-1962. Hranice platní z projektu The Plates Project, University of Texas Institute for Geophysics.

Národný park Panenské ostrovy

Národný park Virgin Islands je strihaná krajina, ktorá sa formuje, keď sa Karibská doska posúva na východ za oceánsku časť Severoamerickej platne.

Pozri si video: Pohyb Lit Desky3