Cовременная геодинамика

GIYODENAMIKA VA METAFORFEZEM JARAYONI.
Reja.
1. Zamonaviy geodinamika: yutuqlar va muammolar
2.Sirli D-double-prim va pastki mantiyaning tuzilishi
3.Geodinamikada kosmik omil
Xulosa.
Adabiyot
Geodinamika Yer haqidagi fanlar sohasida mustaqil fan sifatida oʻtgan asrning 70-yillarida shakllangan. Uning rivojlanishiga, asosan, yangi tektonik kontseptsiya - litosfera plitalari tektonikasi nazariyasining paydo bo'lishi va tez tarqalishi yordam berdi, bu esa asr o'rtalarida er qobig'ining vertikal siljishi va deformatsiyasida etakchi roli haqidagi g'oyani siqib chiqardi. harakatlar. U nafaqat er qobig'ini, balki mantiya tepalarini ham o'z ichiga olgan litosfera plitalarining gorizontal siljishlarini birinchi o'ringa qo'ydi. Bunday harakatlar astenosferadagi termal konvektsiya bilan izohlangan. Plitalar tektonikasi nazariyasining keyingi rivojlanishi butun qattiq Yerning rivojlanishini belgilovchi fizik jarayonlarni va ularni yuzaga keltiruvchi kuchlarni o‘rganuvchi yangi sintetik fan – geodinamikaning predmeti bo‘ldi. Geodinamika nafaqat geofizikaning barcha tarmoqlari (gravimetriyadan seysmologiyagacha), balki barcha tegishli geologik (geotektonika, petrologiya, litologiya), shuningdek, geokimyoviy (xususan, izotop geokimyosi) fanlarning ma'lumotlarini o'z ichiga oladi.
Fan bir joyda turmaydi va uning rivojlanishiga asosan yangi usullar va tadqiqot vositalarining paydo bo'lishi yordam beradi. Shu ma'noda, o'tgan asrning so'nggi o'n yilliklari Yer fanlari, demak, geodinamika uchun juda muvaffaqiyatli bo'ldi.
Superkompyuterlar zilzilalar natijasida paydo bo'lgan tebranishlarning yer gumbazidan o'tishi haqidagi o'nlab va yuz minglab yozuvlarni tezda qayta ishlashga imkon berdi.
Aniqlanishicha, bunday tebranishlar qattiq Yer va uning yadrosining turli qobiqlari orqali turli tezliklarda tarqaladi, ya'ni. ularning yopishqoqligi va shuning uchun harorat nafaqat vertikal qism bo'ylab (bu, albatta, ilgari taxmin qilingan), balki lateral yo'nalishda ham o'zgaradi. Ikkinchisi materiyaning faol harakatida mumkin. Aks holda, gorizontal kesimda yopishqoqlik va harorat taqsimotining muvozanati va bir xilligi ancha oldin o'rnatilgan bo'lar edi. Bu kuzatuvlar nafaqat yuqori mantiyaga, balki 660-670 km dan ortiq chuqurlikda joylashgan pastki qatlamga ham tegishli bo'lganligi tubdan muhim va yangi edi. Ammo nisbatan yaqin vaqtgacha olimlarning manfaatlari yuqori mantiya bilan cheklangan edi. 60-yillarda V.V.Belousov tashabbusi bilan ilgari surilgan xalqaro loyiha “Yuqori mantiya loyihasi” deb ataldi va 70-yillarda uning oʻrnini hatto sayozroq chuqurliklarga ham taʼsir qilgan “Litosfera” loyihasi egalladi.
Yerning "seysmik tomografiya" deb ataladigan seysmik "uzatilishi" haqidagi ma'lumotlar shuni ko'rsatdiki, er qobig'i va topografiyasining tuzilishidagi o'zgarishlarga olib keladigan faol jarayonlar ancha chuqurroq - pastki mantiyada va hatto uning chegarasida paydo bo'ladi. yadro bilan. Ha, va yadroning o'zi, yaqinda ma'lum bo'lganidek, bu jarayonlarda ishtirok etadi va bundan tashqari, uning qattiq "yadrosi" o'zini juda mustaqil tutadi - u sayyoramizning qolgan qismiga qaraganda yuqori tezlikda aylanadi.
Seysmik tomografiyaning paydo boʻlishi geodinamikaning keyingi bosqichga oʻtishini belgilab berdi va 80-yillarning oʻrtalarida u chuqur geodinamikani vujudga keltirdi va u yer haqidagi fanlarning eng yosh va istiqbolli yoʻnalishiga aylandi.
Yangi muammolarni hal qilishda, seysmik tomografiyadan tashqari, boshqa fanlar ham yordamga keldi: eksperimental mineralogiya, yangi jihozlar tufayli endi mineral moddalarning maksimal chuqurliklarga mos keladigan bosim va haroratlarda harakatini o'rganish imkoniyatiga ega. mantiya; izotop geokimyosi, xususan, Yerning turli qobiqlaridagi noyob elementlar va asil gazlar izotoplari muvozanatini o'rganadi va uni meteorit ma'lumotlari bilan taqqoslaydi; Yer magnit maydonining o'zgarishi mexanizmi va sabablarini ochishga harakat qilayotgan geomagnetizm; geoid figurani aniqlaydigan geodeziya va Yer haqidagi bilimimizning boshqa ba'zi sohalari.

100 va 310 km chuqurlikdagi yerning ichki qismining seysmik tomografik modellari (Montagner J.-P., 2000). Tepasi: 100 km chuqurlikda, yuqori mantiya plitalar chegaralari ostida va ayniqsa okean o'rtasi tizmalari ostida isitiladi (biz past seysmik tezliklarni kuzatamiz). Bundan farqli o'laroq, materiklar ostida, yuqori mantiya sovuq. Pastki: 310 km da sirt tektonikasi bilan bog'liqlik yo'q. 300 km dan past bo'lgan anomaliyalarning amplitudasi sezilarli darajada kamayadi. Subduktsiya zonalarida seysmik tezliklar kuchayadi (sovuq plitalar mantiyaga botadi). Faqat tez tarqaladigan tizmalar hali ham sekin tezlik bilan ajralib turadi.

Bu erda va quyidagi raqamlarda ko'k rang soyalari seysmik to'lqinlarning tarqalish tezligining ortishi (o'rtacha ko'rsatkichga nisbatan,%), qizil ranglar esa pasaygan tezlikni ko'rsatadi. Seysmik tomografik tadqiqotlarning birinchi natijalari shuni ko'rsatdiki, litosfera plitalarining zamonaviy kinematikasi faqat 300-400 km chuqurlikda etarli darajada aks etadi va mantiya moddasining harakati tasviri pastda sezilarli darajada farq qiladi. Bu litosfera plitalari tektonikasi nazariyasi haqiqatan ham global ahamiyatga ega ekanligini da'vo qila olmaydi va uni yangi kontseptsiya bilan almashtirish vaqti keldi, degan fikrni keltirib chiqardi. Bunday bayonotlar asosan to'g'ri bo'lsa-da, ikkita muhim jihatni ta'kidlash kerak. Birinchidan, litosfera plitalari tektonikasining nazariyasi kamida oxirgi 3 milliard yil davomida qit'alar va okeanlarning er qobig'ining rivojlanishini qoniqarli tushuntirishda davom etmoqda. Ikkinchidan, zamonaviy davr uchun bu GPS (Global Positioning System) yordamida litosfera plitalari harakatining sun'iy yo'ldosh o'lchovlari bilan tasdiqlangan. Yaqinda Shimoliy Kareliyada Rossiya Fanlar akademiyasining Geologiya instituti ekspeditsiyasi tomonidan bizning davrimizdan 2,5–3,0 Ga uzoqlikdagi kechki arxey haqida ishonchli ma'lumotlar olindi, u qadimgi okean qobig'ining bir qismini - ofiyolitlarni, shu jumladan shu kabilarni topdi. parallel diklar majmuasi sifatida xarakterli komponent. Xuddi shunday kashfiyot hozirgina Xitoy shimolida ham amalga oshirildi.
Seysmik tomografiya va boshqa fanlarning chuqur geodinamikani o'rganishdagi muvaffaqiyatlari nafaqat bizning bilimimizni sezilarli darajada oshirdi, balki har doimgidek yangi va mavjud muammolarni keltirib chiqardi.
Sirli D-double-prim va pastki mantiyaning tuzilishi
O'tgan asrning o'rtalariga kelib, geofizikada avstraliyalik olim K. Bullen taklif qilgan qattiq Yerning qobiq tuzilishi modeli (Bulen-Jeffreys modeli) o'rnatildi. Unda alohida qobiqlar va yadro bosh lotin harflari bilan ko'rsatilgan: qobiq - A, yuqori mantiya - B, pastki mantiyaga o'tish qatlami - C, pastki mantiya - D (660-670 va 2900 km oralig'ida), tashqi yadro - E, ichki - F Tez orada, 1960 va 1970-yillarda, mantiyaning eng tubida maxsus xususiyatlarga ega qatlam mavjudligiga shubha paydo bo'ldi: seysmik to'lqin tezligining yadro chegarasiga qarab monoton o'sishining buzilishi belgilari paydo bo'ldi. Biroq, faqat 1980-yillarda seysmotomografiya D'' yoki D-double-prim belgilarini olgan bunday qatlam mavjudligining etarlicha ishonchli tasdiqini oldi (chunki uning ustidagi pastki mantiya D' indeksi bilan belgilangan, ya'ni D-prim).