Соответственно конструктивная, деструктивная и консервативная границы
Выделяют границы плит трёх типов взаимодействия:
· конструктивная – наращивание литосферы или спрединг (раздвижка плит);
· деструктивная – поглощение литосферы или субдукция (столкновение плит);
· консервативная – скольжение или сдвиг одной плиты относительно другой.
Общее наращивание литосферы на Земле равно суммарному её поглощению.
Областями наращивания плит литосферы являются зоны срединно-океанских хребтов с рифтовой долиной между ними и внутриконтинентальные рифтовые зоны. Эти зоны располагаются над восходящими конвективными потоками вещества нижней мантии (рис. 2.4), под воздействием которых литосферные плиты раздвигаются в стороны от рифтовых зон.
Рис. 2.4. Схемы возникновения зон сжатия и растяжения у нисходящей и восходящей ветвей конвекционного потока вещества мантии (по О.Г. Сорохтину).
Грачёв А.ф. Рифтовые зоны Земли. – М.: Недра, 1987.
Около 80% поверхности земли созданы рифтогенным режимом.
Срединно-океанические хребты имеют общую протяженность свыше 80 тыс. км, занимая около трети площади Мирового океана, что равно общей площади материков.
Горная энциклопедия, т.4, М. Изд-во «Советская энциклопедия», 1989.
Рифтовая мировая система (рис.2.5) была открыта в 50-х г.г. 20-го века в ходе геолого-геофизических исследований ложа океанов.
Рис.2.5. Рифтовая мировая система.
Основной ствол рифтовой мировой системы проходит через Северный Ледовитый и Атлантический океаны, выступая над уровнем моря в пределах о. Исландия, через центральную и южную части Индийского океана, южную и восточную части Тихого океана. От этого ствола отходят ответвления в северо-западной части Индийского океана и юго-восточной части Тихого океана.
Окончания главного ствола и некоторых ветвей рифтовой мировой системы подходят к берегам континентов и продолжаются в глубь их в виде ряда внутриконтинентальных рифтов в западной части Северной Америки (рифтовый пояс Бассейнов и Хребтов в Кордильерах, рифт Рио-Гранде и др.), в северо-восточной Сибири (Момский рифт), Восточной Африке и Аравии (Эфиопский, Кенийский, Танганьикский. Суэцкий, Левантинский рифты).
Некоторые новейшие внутриконтинентальные рифтовые зоны (Байкальская, Рейнская, Камбейская) непосредственно не связаны с рифтовой мировой системой.
С мировой рифтовой системой связано около 3% всех землетрясений и 6% сейсмической энергии Земли. Эпицентры землетрясений приурочены к осевой зоне срединно-океанических хребтов и к системам поперечных разломов (трансформных) с отклонениями от оси хребта или от трансформного разлома не более первых километров. При этом все сильные землетрясения с магнитудой более 7 приурочены к зонам трансформных разломов. Осевая зона характеризуется землетрясениями с магнитудой 4-5,5. Глубина очагов в 90% землетрясений обычно небольшая, равна 2-5 км, а вообще не превышает 8 км. Наблюдаются рои землетрясений при отсутствии главного толчка. Небольшая глубина очагов землетрясений, приуроченных к осевой зоне хребтов, объясняется, по-видимому, тем, что температура пород здесь составляет до 5000 С уже на глубине 1-2 км и потому уже на глубинах более 5-8 км из-за повышения пластичности пород толчкообразное разрушение их маловероятно.
Сейсмичность материковых рифтов во многом имеет общие черты с рифтовыми зонами срединно-океанических хребтов, с тем отличием, что она имеет большее рассеяние очагов землетрясений. Подавляющее число землетрясений происходит на глубинах менее 30 км.
Каждая литосферная плита глубинными разломами более высоких порядков расчленена, в свою очередь, на меньшие блоки.
Тектонические движения, протекавшие на протяжении всех геологических эпох, имеют место и в настоящее время и поддаются непосредственным инструментальным измерениям. Эти движения,, проявившиеся в историческое (в последние шесть тысяч лет) и проявляющиеся в настоящее время, называют современными тектоническими движениями в отличие от новейших, происходивших в геологические периоды неогена и антропогена (до 25-30 млн. лет назад).
Выделяют два типа современных движений: медленные (вековые) и быстрые (скачкообразные), связанные с землетрясениями.
Вековые движения земной коры проявляются повсеместно и происходят постоянно, они подразделяются на вертикальные и горизонтальные. Во все предшествующие геологические эпохи, как установлено, ни одна точка земной коры не находилась в состоянии тектонического покоя.
Скорость современных вертикальных тектонических движений составляет миллиметры или даже сантиметры в год. При этом одни точки земной коры испытывают поднятие, другие - опускание.
Например, в пределах Балтийского и Канадского кристаллических щитов, имеющих сходное геологическое строение, наблюдается общее сводовое поднятие земной коры. Интенсивность поднятия в центре Балтийского щита, близ окончания Ботнического залива, достигает 10 мм в год, к югу и к востоку (Кольский полуостров) скорость поднятия постепенно уменьшается, сменяясь в районе пролива Каттегат и южнее опусканиями. Общеизвестно, в частности, опускание берегов Северного моря.
В геосинклинальных поясах земной коры скорости и амплитуды поднятий и опусканий примерно на порядок выше, чем в платформенных областях.
Наряду с вертикальными происходят также горизонтальные тектонические движения. Их определение до недавнего времени было технически сложно и трудоемко, так как требовало периодических повторных триангуляционных измерений, однако, в настоящее время благодаря широкому применению GPS - технологий и высокоточных методов измерения расстояний физическими методами эти измерения широко распространены и первые результаты уже опубликованы.
/Петухов И.М., Батугина И.М. Геодинамика недр. М.: Недра, 1996, 217 с./
С 1979 г. ведутся наблюдения за взаимным перемещением литосферных плит с помощью метода радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой, точность которого достигает сантиметров и даже миллиметров /Певнев А.К. Об экспериментальной проверке тектоники литосферных плит и других геодинамических задач геодезии. //Изв. Академии наук. Сер. Физика Земли.- М.: 1994./
Основу метода составляет приём на станциях наблюдений радиосигналов. Из 22 существующих наблюдаемых пунктов 15 находятся на территории Северо-Американской плиты (США), 6 пунктов – на территории Евразийской плиты (Западная Европа) и 1 пункт – на территории Африканской плиты.
Этими наблюдениями установлено разбегание Северо-Американского континента и Западной Европы со скоростью 4.5 см/год. Центральная часть Тихоокеанской плиты движется в западно-северо-западном направлении со скоростью 5 см/год. Евразийская плита перемещается навстречу Тихоокеанской плите со скоростью 3 см/год.
В то же время Австралия «уходит» от Антарктиды с максимальной скоростью в среднем 14 см/год.
Наиболее высокими скоростями перемещения обладают океанические литосферные плиты - их скорость в 3-7 раз выше скорости континентальных литосферных плит. Из них самой «быстрой» является Тихоокеанская плита, а самой «медленной» - Евразийская.
Следует подчеркнуть, что тектоническим движениям свойственно изменение знака во времени, т. е. поднятия периодически сменяются опусканиями. Но такие изменения происходят в течение периодов относительно большой длительности, так что современные тектонические движения можно рассматривать в общем случае как монотонные, т.е. протекающие с неизменным знаком.
В качестве примера на рис.2.6. приведён график зависимости от времени тектонических поднятий района Стокгольма (по Goguel, 1943), из которого следует, что в течение длительных промежутков лет тектонические движения можно считать монотонными.
(А.С. Девдариани Измерение перемещений земной поверхности. М. Наука, 1964, 247 с.)
Рис.2.6. График зависимости тектонических поднятий района Стокгольма от времени (по Goguel, 1943)
Очевидно, что как современные тектонические движения земной коры, так и тектонические движения, происходившие во все предшествующие геологические эпохи и периоды, должны быть связаны с силами, которые акад. АН СССР В. В. Белоусов называет тектоническими. С прекращением же действия больших тектонических сил наблюдается стремление к изостатическому выравниванию.
Причинами тектонических движений и деформаций земной коры и связанных с ними тектонических сил, по представлениям акад. АН СССР А. В. Пейве, могут быть тепловая, плотностная, механическая и вещественная неоднородность земной коры и верхней мантии, непостоянство скорости вращения Земли и положения ее полюсов.
В пределах плит и блоков также развиты плавные и пликативные деформации соответствующих порядков - складчатость и волновые изгибы. Таким образом, в целом земная кора имеет глыбово-волновоеили,другими словами,блочное строение.
Тектонические структуры в земной коре более высоких - третьего и четвертого - порядков называют региональными. Именно с этими структурными неоднородностями связаны месторождения полезных ископаемых, а, следовательно, и массивы горных пород, которые являются предметом исследований в геомеханике.