Тектоника Земли

В этой статье вы узнаете

• С какой скоростью двигаются литосферные плиты?
• Как образовались самые высокие горы на Земле?
• Как образуются возвышенности под водой? 

Виктор Весково – исследователь, который стал первым человеком, покорившим не только самое глубокое место нашей планеты – дно Марианской впадины (-10 928 метров), но и самое высокое – гору Эверест (8 848 метров). Вот уж поистине «одна нога здесь, другая там»! А в 2022 году он даже полетел в космос (это не шутка, но это уже совсем другая история…).

Вот таким разнообразием поражает нас рельеф нашей прекрасной планеты. Все его особенности образуются в результате тектонических движений, о которых и поговорим в данной статье.

Литосферная плита

В основе тектонических процессов лежат движения литосферных плит. Для того чтобы разобраться с понятием литосферной плиты, следует немного вспомнить строение нашей планеты.

Так, Земля по своему внутреннему содержанию напоминает яйцо, то есть имеет желток, белок и скорлупу – ядро (внутреннее и внешнее), мантию (нижнюю и верхнюю) и земную кору соответственно. Мощность земной коры составляет от 5 до 70 км, мантии – около 2900 км, а ниже и до самого центра уже идет раскаленное ядро. Мощность внешнего ядра – 2200 км, а радиус внутреннего – 1300 км. 

В верхней части мантии выделяют слой астеносферы. Наиболее активные процессы происходят в той части мантии, которая расположена выше этого слоя. В совокупности самую верхнюю часть мантии и земную кору объединяют в одно понятие – литосферу.

Литосфера — это внешняя твердая оболочка Земли, включающая в себя земную кору и верхний слой мантии до астеносферы.

А теперь давайте заглянем в прошлое. В самом начале истории нашей планеты существовал только один материк — Пангея. Но спустя некоторое время Пангея разбилась на несколько «кусочков», которые существуют на данный момент. Как же это произошло?

Начнем с того, что литосфера не монолитна, она состоит из блоков — литосферных плит.

Литосферные плиты — это крупные жесткие блоки литосферы Земли, ограниченные сейсмически и тектонически активными зонами разломов, то есть линиями, где происходят землетрясения и вулканизм.

Литосферная плита имеет мощность от 60 до 100 км. 

Теперь давайте потренируемся решать задание №5 КИМа ЕГЭ, где может быть затронута данная теория:

Прочитайте приведенный ниже текст, в котором пропущен ряд слов. Выберите из предлагаемого списка слова (словосочетания), которые необходимо вставить на место пропусков.

Твердая оболочка Земли, включающая в себя земную кору и верхний слой мантии — это __________ (А). Она разделена на отдельные устойчивые, крупные части — __________ (Б). Эти блоки не стоят на месте, а медленно движутся по расположенному на глубине примерно в 200 км горячему, вязкому слою — __________ (В).

Список слов:
1) кристаллический фундамент
2) литосфера
3) астеносфера
4) складчатые пояса
5) литосферные плиты
6) тропосфера

Решение.
Для решения данного задания надо вспомнить приведенную выше теорию по литосферным плитам. 

Твердая оболочка Земли, включающая в себя земную кору и верхний слой мантии — это литосфера (А). Она разделена на отдельные устойчивые, крупные части — литосферные плиты (Б). Эти блоки не стоят на месте, а медленно движутся по расположенному на глубине примерно в 200 км горячему, вязкому слою — астеносфере (В). 

В ответ пишем 253.

Стоит вспомнить, что существует два разных вида земной коры: 

• континентальная (или материковая), которая образует материки. Ее мощность может достигать от 35 до 70 км;
• океаническая, которая находится только под океанами, не имеет гранитного слоя, из-за этого мощность ее составляет всего от 5 до 15 км. 

Литосферные плиты, в соответствии с этой классификацией также делятся на континентальные и океанические. 

Подробнее обо всем, что мы сказали до этого, можно узнать в статье «Внутреннее строение Земли и горные породы».

Так, некоторые литосферные плиты сложены исключительно океанической корой (например, крупнейшая Тихоокеанская плита), другие состоят из блока континентальной коры, впаянного в кору океаническую (например, Индо-Австралийская плита).

Как же все это выглядит в реальности?

На карте мы можем заметить, что существуют как небольшие по площади литосферные плиты (Наска, Кокос, Карибская, Филиппинская и Аравийская), так и довольно крупные, объединяющие материки и части океанов: Индо-Австралийская, Африканская, Евразиатская и так далее.

Обратите внимание, что на картинке показано примерное расположение плит, более подробная карта строения земной коры находится в атласе 7 класса. 

Самыми крупными и известными плитами являются:

• Индо-Австралийская,
• Антарктическая,
• Северо-Американская,
• Южно-Американская,
• Африканская,
• Тихоокеанская,
• Евразийская.

Если присмотреться к карте, то на ней можно заметить границы столкновения и расхождения литосферных плит, а также внутренние зоны разломов. Из-за постоянного движения литосферных плит, которые еще называются тектоническими движениями, и разбилась в прошлом Пангея, образовав современные материки. Как происходило деление материков, можно прочитать в статье «Суша Земли».

С какой скоростью двигаются литосферные плиты? Литосферные плиты постоянно находятся в движении. Мы этого не чувствуем, потому что их скорость примерно равна скорости роста ногтей человека — до 10 см/год.

Тектонические движения

Литосферные плиты двигаются в разных направлениях, с разными последствиями. Все это представляет собой очень сложные процессы, до конца не изученные человеком. Исследованием и объяснением этого занимается наука тектоника.

Тектоника — это наука, изучающая структуру и движения участков поверхности Земли, направление движений литосферных плит и особенности их взаимодействия.

Благодаря этой науке было выяснено, что тектонические движения — движения литосферных плит — происходят не только в горизонтальном направлении, но и в вертикальном.

На какие виды делятся каждое из этих движений и к чему они приводят? Давайте разбирать по порядку.

Горизонтальные движения

Представим Северный ледовитый океан и множество льдин, плывущих по течению. Они могут плыть рядом друг с другом, а могут и наезжать друг на друга. Также выглядят горизонтальные движения литосферных плит.

Горизонтальное движение — это передвижение литосферных плит по астеносфере.

Существует 4 вида взаимодействия литосферных плит при горизонтальном тектоническом движении. «Встречи» литосферных плит происходят по-разному и зависят от типа этих плит. 

1. Коллизия — схождение двух континентальных плит.

Как образовались самые высокие горы на Земле? Давайте вспомним, что самая высокая горная система в мире – Гималаи, наивысшая точка которых – гора Джомолунгма (Эверест) достигает 8848 м над уровнем моря. Именно эта горная система, как и многие другие, более низкие, образовалась вследствие такого процесса, как коллизия.

В местах столкновения континентальных плит происходит сильнейшая встряска, вследствие чего образуются горные пояса. Из-за легкости слагающего их материала, плиты не погружаются друг под друга, а сминаются, образуя горные цепи со сложным внутренним строением. Так создавался Альпийско-Гималайский горный пояс: путем схождения Евразийской и Индо-Австралийской плиты. Образовавшаяся в результате коллизии структура очень неустойчива, она подвержена влиянию разрушающих факторов. 

2. Субдукция — схождение океанической и континентальной литосферных плит.

В результате происходит погружение океанической плиты под континентальную. 

Если вспомнить мощности литосферных плит, то можно понять, что океаническая значительно тоньше континентальной. Так, именно океаническая плита погружается под континентальную, ведь более тонкая, «слабая» плита всегда будет погружаться под более мощную.

В процессе субдукции происходит формирование глубоководных желобов и горных цепей вдоль берега материка.

3.  Спрединг — расхождение литосферных плит.

Если это расхождение происходит на суше, образуются разломы и трещины (их еще называют рифты). Если же на дне океана — срединно-океанические хребты. 

Как образуются возвышенности под водой? Казалось бы, что плиты расходятся между собой и должны оставлять расщелину, но как бы не так. При расхождении плит, вещество мантии (магма) поднимается на поверхность дна океана, остывает из-за холодной воды и затвердевает, постепенно формируя возвышение, то есть океанический хребет.

4. Скольжение — движение плит параллельно друг другу. 

В результате образуются так называемые трансформные разломы – кора на месте разлома не уничтожается и не создается, то есть не возникают ни трещины, ни горы. Возникают разломы чаще всего внутри крупных литосферных плит, которые в процессе большой активности верхней мантии делятся на мелкие, как, например, в Срединно-Атлантическом хребте.

Вертикальные движения

А теперь представим, что Северный Ледовитый океан разбушевался и начались огромные волны. Наши льдины стали не просто плыть по водной поверхности, но и «прыгать» вверх и вниз.

Как же это происходит под землей?

Платформа — крупный участок континентальной земной коры. Под ней, как вы помните из текста статьи, располагается магма. Платформа отличается отсутствием сейсмической активности, при этом подвижная магма все же оказывает на нее определенное влияние. Движения магмы приводят к образованию трещин на платформе, по которым в дальнейшем отделяются блоки земной коры. Со временем блоки начинают расходиться в разные стороны, создавая при этом блоковые сдвиги. 

Сравнение с волнами действительно очень хорошо описывает вертикальные движения, только не забывайте о том, что блоки двигаются со значительно меньшей скоростью. 

Вертикальные движения — поднятие или опускание участков (блоков) земной коры. 

Такие движения приводят к следующим вертикальным процессам: сброс, горст и грабен. Разберем каждый из них.

• Сброс — вертикальный процесс, при котором один блок земной коры опускается вниз по разлому относительно соседнего.

• Горст — участок земной коры, приподнятый относительно других. Это слово очень похоже на слово «гора» и не зря! Ведь возникает такой рельеф вследствие поднятия одного блока земной коры между двумя другими, из-за чего формируется гора с плоской вершиной и крутыми склонами.

• Грабен — это участок земной коры, пониженный относительно соседних, своеобразный блоковый прогиб. Этот процесс противоположен предыдущему: один блок земной коры опустился между двумя другими. Зачастую в углублении образуются водные объекты: русла рек, котловины озер. 

На наших изображениях это больше похоже на неглубокие ямы и канавы, но вы должны понимать, что речь идет об огромных участках земной коры — платформах. И поэтому такие вот движения могут приводить к образованию целых гор, хоть и невысоких с пологими вершинами и крутыми склонами. На картинках, особенно где изображен горст, мы это видим. 

При этом важно понимать, что горизонтальные движения происходят непосредственно между литосферными плитами, что приводит к формированию тектонических структур. А вертикальные тектонические движения происходят внутри платформы — одной из типов тектонических структур. А что это такое, разберем дальше.

Типы тектонических структур

Как вы уже заметили, любые виды взаимодействия литосферных плит приводят к формированию крупных форм рельефа. Из-за этого вся земная кора представлена в том числе тектоническими структурами: когда где-то есть горы, а где-то только равнины.

Тектонические структуры — это участки земной коры, отличающиеся от других участков набором горных пород, характеристиками (например, мощностью) и историей происхождения.

Они подразделяются на два основных типа: платформы и складчатые пояса.

Платформы

Платформа — древний устойчивый участок земной коры. 

Если взглянуть на вертикальный разрез платформы, то можно заметить, что она состоит из двух ярусов: 

1. Кристаллический фундамент (нижний ярус) — давно сформировавшаяся основа платформы. 

Он сложен магматическими и метаморфическими горными породами. 

2. Осадочный чехол (верхний ярус) — более молодой слой платформы.

Его составляют осадочные горные породы, которые формируются на поверхности земной коры.

Подробнее о горных породах вы можете узнать в статье «Внутреннее строение Земли и горные породы».

Всегда ли есть оба яруса?

• Кристаллический фундамент есть всегда.
• Осадочный слой неравномерен и может где-то отсутствовать, из-за того, что он там еще просто не успел сформироваться. Это может происходить, к примеру, из-за ледника, который продолжительное время покрывал территорию и не давал формироваться осадочному чехлу. Так произошло, например, на части территории нашей страны, в районе Кольского полуострова. 

При этом отдельные участки платформы, отличающиеся только наличием или отсутствием осадочного чехла, имеют свое название и считаются более мелкой тектонической структурой, являющейся частью платформы:

• Щит — та часть платформы, где осадочный чехол по каким-то причинам отсутствует. То есть, грубо говоря, щит — это кристаллический фундамент на поверхности. Так, в Сибири расположены Алданский и Анабарский щиты, где кристаллический фундамент не перекрыт осадочным чехлом. 
• Плита — та часть платформы, где есть оба яруса (кристаллический фундамент + осадочный чехол).

Складчатые пояса

Если платформа спокойна в своем движении, то складчатые пояса – полная ее противоположность. Здесь постоянно что-то происходит: землетрясения, извержения вулканов или столкновения плит. Однако, это не всегда заметно обычному человеку. Активные сейсмические процессы как раз свидетельствуют о том, что складчатые пояса моложе платформ, которые после периода становления материков практически и не изменялись.

Складчатые пояса — линейно вытянутые участки земной коры, характеризующиеся частой сейсмической активностью (извержениями вулканов и землетрясениями) и деформацией, то есть изменением формы. 

Образуются в местах столкновения литосферных плит.

Крупные складчатые пояса: 

• «Тихоокеанское огненное кольцо»;
• Альпийско-Гималайский (Средиземноморский);
• Урало-Монгольский;
• Атлантический;
• Арктический. 

Для зон складчатостей характерны землетрясения и интенсивное горообразование. Но посмотрев на карту, можно заметить, что складчатые пояса есть и в Австралии, хотя это довольно спокойный материк. Дело вот в чем: ранее там действительно была высокая тектоническая активность, и вулканы извергались, и горы образовывались. Но это было очень давно, во времена отделения материка от Гондваны, подробнее о котором можно узнать в статье «Суша Земли». Однако это не говорит о том, что там этих складчатых поясов нет. Просто процесс горообразования остановился, плиты в этом месте перестали «наезжать» друг на друга.

В номере 28 на ОГЭ предлагается анализ текста о природных особенностях Земли, задания к которому часто связаны с сегодняшней нашей темой, например:

Гималаи — высочайшая горная система Земли, расположенная на стыке Центральной и Южной Азии, между Тибетским нагорьем на севере и Индо-Гангской равниной на юге. Это самые высокие и недоступные горы планеты. Гималаи располагаются на территории 6 стран: Индия, Китай, Пакистан, Бангладеш, Непал и Бутан. Индусы считают место их расположения священной землей.

Многочисленные легенды утверждают, что вершины гималайских гор были местом обитания бога Шивы, его супруги Деви и их дочери Химаваты. Согласно старинным поверьям, жилище богов дало начало трем великим азиатским рекам — Инду, Гангу, Брахмапутре.

Назовите горы (одни любые), которые относятся к тому же складчатому поясу, что и Гималаи.

Решение.
Для решения данного задания надо вспомнить, к какому складчатому поясу относятся Гималаи и где этот пояс находится. 

Гималаи относятся к Альпийско-Гималайскому складчатому поясу. Тянется он от северного побережья Средиземноморья до гор Гималаев. Открываем физическую карту мира или Евразии и находим еще горы этого пояса. К Альпийско-Гималайскому поясу также относятся Пиренеи, Альпы, Карпаты, Кавказ, Апеннины и Балканы.

В ответ пишем любые из них.

Мы разобрали такие понятия, как платформа и складчатый пояс. Но как же выглядят зоны, где сходятся две эти крупные структуры? Соединяясь, они образуют краевой прогиб — прогиб в зоне сочленения континентальной платформы и складчатого пояса, представляющий собой линейно-вытянутую глубокую структуру. Эти прогибы легко можно найти на тектонической карте: например, в пределах Российской Федерации расположены две системы краевых прогибов: Предуральская и Предкавказская.

В данной статье мы разобрали понятие литосферных плит, и как их взаимодействия друг с другом формируют тектонические структуры. А о том, какая сила заставляет двигаться литосферные плиты, и с помощью чего формируется рельеф нашей планеты, вы можете прочитать в статье «Внутренние и внешние силы Земли».

Термины

Горные породы — природные тела, имеющие определенный состав, свойства, внешние признаки, состоящие из нескольких минералов и других горных пород. Большинство горных пород твердые, но есть и жидкие.  

Желоб — глубокая впадина на дне океана, образовавшаяся в результате субдукции.

Земная кора — твердая внешняя оболочка Земли, верхняя часть литосферы. 

Магматические горные породы — горные породы, которые образуются в процессе застывания магмы как на поверхности земной коры, так и в недрах Земли.

Мантия — вязкая раскаленная оболочка Земли, расположенная между ядром и земной корой.

Метаморфические горные породы — горные породы, изменившиеся в недрах Земли под действием высоких температур, давления, газов и растворов.

Осадочные горные породы — горные породы, которые образуются только на поверхности земной коры при разрушении других горных пород, или осаждении из химических растворов, или из остатков отмерших организмов.

Хребет — это цепи горных систем или холмов, образовавшие непрерывный гребень на некоторой территории.

Ядро — центральная, самая горячая, плотная и тяжелая часть Земли, предположительно, состоящая из железо-никелевого сплава с примесью других химических элементов. 

Фактчек

• Литосферными плитами называют крупные жесткие блоки литосферы Земли. Эти блоки ограничены сейсмически и тектонически активными зонами.
• Движения литосферных плит и их последствия изучает наука тектоника.
• Литосферные плиты могут включать как континентальную, так и океаническую земную кору.
• Бывает четыре вида горизонтального движения литосферных плит: схождение — коллизия, субдукция; расхождение — спрединг, скольжение.
• Существует только два вида вертикального движения: поднятие и опускание — которые приводят к сбросу, горсту или грабену.
• Выделяют древние и более молодые тектонические структуры – платформы и складчатые пояса соответственно. 

Проверь себя

Задание 1.
Выберите все крупнейшие складчатые пояса: 

1. «Тихоокеанское огненное кольцо»
2. Альпийско-Гималайский (Средиземноморский)
3. Урало-Монгольский
4. Антарктический

Задание 2.
Выберите верное(-ые) суждение(-я) о платформах:

1. Плиты — то же самое, что платформы.
2. Щит — выход кристаллического фундамента на поверхность.
3. Кристаллический фундамент неравномерен, есть не всегда.
4. Щиты и плиты отличаются наличием осадочного чехла.

Задание 3.
Вставьте пропущенные слова:

Большая часть Индии расположена в пределах (…) Индийской платформы, которая слагает одноименный полуостров и прилегающую к нему с севера Индо-Гангскую равнину. Фундамент платформы на большой площади выступает на поверхность, образуя (…). По берегу океана самые верхние молодые слои образуют (…) чехол. 

Список слов:

1. щиты
2. древняя
3. осадочный 
4. молодая
5. плиты
6. кристаллический 

Задание 4.
Найдите ложное утверждение про платформу:

1. Платформа – древний участок земной коры.
2. Платформа состоит из кристаллического фундамента и осадочного чехла.
3. Кристаллический фундамент всегда перекрыт осадочным чехлом.
4. Щиты и плиты – более мелкие части платформы.
5. Кристаллический фундамент слагают магматические и метаморфические горные породы. 

Ответы: 1. – 1, 2, 3; 2. – 2, 4; 3. – 2, 1, 3; 4. – 3.