Mustaqil ish Fan: Geofizika va geokimyo asoslari Mavzu: Yerning seysmikligi. Litosfera va Yerning mantiyasini seysmik usullar bilan oʻrganish. Elementlarning geokimyoviy tasniflari Samarqand -2023 Reja

Kontinental siljish
Keling, Yer aholisi uchun eng muhim bo'lgan litosfera plitalari tektonikasi nazariyasi g'oyalariga to'xtalib o'tamiz - poydevori magmatik, metamorfozlangan va granit jinslar tomonidan tashkil etilgan katta, ko'p million km 2 gacha bo'lgan er litosferasi bloklari. burmalarga qattiq g'ijimlangan, yuqoridan cho'kindi jinslarning 3-4 km "qopqog'i" bilan qoplangan. . Platforma relefi keng tekisliklardan va alohida togʻ tizmalaridan iborat. Har bir qit'aning o'zagi tog' tizmalari bilan chegaralangan bir yoki bir nechta qadimiy platformalardir. Litosfera plitalarining harakati ostida.
20-asr boshlari yer haqidagi fanlarda asosiy rol o‘ynashga mo‘ljallangan gipotezaning paydo bo‘lishi bilan belgilandi. F. Teylor (1910), undan keyin esa A. Vegener (1912) materiklarning uzoq masofalarga gorizontal harakatlanishi (materiklar siljishi) haqidagi g‘oyani ifodalagan, ammo “20-asrning 30-yillarida tektonikada oqim paydo bo‘ldi. , bu harakatlarning yetakchi turi sifatida Yer qobigʻining vertikal harakatlarini koʻrib chiqdi, ular Yer mantiyasi moddasining differensiallanish jarayonlariga asoslangan edi.U fiksizm deb ataldi, chunki u qobiq bloklarining pastki mantiyaga nisbatan holatini tan oldi. doimiy ravishda tuzatilishi kerak. Biroq, 1960-yillarda. okeanlarda butun yer sharini oʻrab turgan va baʼzi joylarda quruqlikka yetib boruvchi oʻrta okean tizmalarining global tizimi kashf etilgandan soʻng va boshqa bir qator natijalardan soʻng 20-asr boshidagi gʻoyalarga qaytish boʻldi. kontinental siljish haqida, lekin yangi shaklda - Yer fanlarida etakchi nazariya bo'lib qoladigan plastinka tektonikasi. U 20-asr oʻrtalarida hukmron boʻlgan vertikal harakatlarning er qobigʻining siljishi va deformatsiyasida yetakchi roli haqidagi gʻoyani siqib chiqardi va nafaqat qobiqni, balki litosfera plitalarining gorizontal harakatlarini ham birinchi oʻringa qoʻydi. mantiya tepalari.
Plitalar tektonikasining asosiy qoidalari quyidagilardan iborat. Litosferaning tagida yopishqoqligi pastroq astenosfera joylashgan. Litosfera cheklangan miqdordagi katta (7) va kichik plitalarga bo'linadi, ularning chegaralari zilzila manbalarining kontsentratsiyasiga qarab belgilanadi. Katta plitalarga quyidagilar kiradi: Tinch okeani, Evrosiyo, Shimoliy Amerika, Janubiy Amerika, Afrika, Hind-Avstraliya, Antarktika. Astenosfera bo'ylab harakatlanadigan litosfera plitalari qattiq va qattiqdir. Shu bilan birga, "qit'alar okean tubidan biron bir ko'rinmas kuch ta'sirida o'tmaydi (bu "qit'a siljishi" ning asl nusxasida taxmin qilingan), lekin cho'qqi ostida ko'tarilgan mantiya materialida passiv ravishda suzib yuradi. tizmasidan, keyin esa undan ikki tomonga tarqaladi.
Ushbu modelda okean tubi "o'rta okean tizmalarining rift zonalarida yuzaga chiqadigan va keyin chuqur dengiz xandaqlarida yashiringan ulkan konveyer tasmasi sifatida namoyon bo'ladi": okean tubining kengayishi (tarqalishi) tufayli. O'rta okean tizmalarining o'qlari bo'ylab plitalarning bir-biridan ajralib chiqishi va yangi okean qobig'ining paydo bo'lishi uning okean qobig'ining chuqur dengiz xandaqlarida er osti (subduksiya) zonalarida so'rilishini qoplaydi, buning natijasida Yer doimiy bo'lib qoladi. Bu jarayon “rift zonalarida ko'p sonli sayoz fokusli zilzilalar (episentrlari bir necha o'n kilometr chuqurlikda) va chuqur suv xandaqlari hududida chuqur fokusli zilzilalar bilan birga keladi.
Zichliklarning farqi tufayli mantiyadagi konvektsiya oqimining sxemasi (Ringvud va Gringa ko'ra ([Staysi, 80-betdan]) Bu sxema kutilgan fazani va mantiya moddasining konveksiya harakati bilan birga keladigan kimyoviy o'zgarishlarni ko'rsatadi. turli chuqurlikdagi bosim va haroratning o'zgarishiga.
Okean tubining kengayishi (tarqalishi) gipotezasiga asoslangan Yerning sxematik kesmasi - b; chuqur suvli xandaq maydoni - ichida: litosfera plitasi astenosferaga (A) sho'ng'iydi, uning pastki qismiga (B va C) suyanadi va sinadi - bir qismi ("plitka") (D) buziladi. Plitalarning "ishqalanish" zonasida - sayoz fokusli zilzilalar (qora doiralar), plastinkaning "to'xtash" va "yorilishi" zonasida - chuqur fokusli zilzilalar (oq doiralar) (Ueda, 1980 bo'yicha)
"Seysmik tomografiya ma'lumotlari shuni ko'rsatadiki, seysmik tezliklarning ortib borayotgan qiya zonalari, okean litosferasi plitalari mantiyaga chuqur cho'kadi. Bu ma'lumotlar zilzilalar gipomarkazlarida uzoq vaqt oldin o'rnatilgan va pastki tomning tomiga yetib boruvchi seysmik fokusli sirtlarga to'g'ri keladi. Mantiya.Birinchi marta ba'zi hollarda plitalar pastga va katta chuqurlikka tushib, pastki mantiyaga kirib borishi aniqlangan.. chuqurroq cho'kadi, boshqalari esa katta chuqurlikka boradi, ba'zi joylarda yadroga etib boradi ... Eng so'nggi seysmik tadqiqotlarning muhim natijasi. tomografik tadqiqotlar cho'kayotgan plitaning pastki qismining ajralishining kashfiyotidir.Bu hodisa ham to'liq ajablanib bo'lmadi. zilzila manbalarining ma'lum bir chuqurligi va keyin ularning paydo bo'lishi yana chuqurroqdir" [Khain 2002].
Litosfera plitalari harakatining sababi Yer mantiyasidagi termal konvektsiyadir. Konvektiv oqimlarning ko'tarilgan shoxlari ustida litosferaning ko'tarilishi va kengayishi sodir bo'ladi, bu esa paydo bo'lgan rift zonalarida plitalarning ajralishiga olib keladi. O'rta okean yoriqlaridan uzoqlashganda, litosfera zichroq, og'irroq bo'ladi, uning yuzasi cho'kadi, bu okean chuqurligining oshishini tushuntiradi va oxir-oqibat chuqur dengiz xandaqlariga botadi.
Kontinental riftlarda qizdirilgan mantiyaning ko'tarilish oqimlarining susayishi cho'kindi bilan to'ldirilgan havzalar paydo bo'lishi bilan litosferaning sovishi va cho'kishiga olib keladi. Plitalarning yaqinlashishi va to'qnashuvi zonalarida qobiq va litosfera siqilishni boshdan kechiradi, qobiqning qalinligi oshadi va yuqoriga intensiv harakatlar boshlanadi, bu esa tog' qurilishiga olib keladi. Bu jarayonlarning barchasi, jumladan, litosfera plitalari va plitalarining harakati, minerallarning hosil bo'lish mexanizmlari bilan bevosita bog'liq.
Hozirgi tektonik harakatlar geodezik usullar bilan o‘rganilib, ularning uzluksiz va hamma joyda sodir bo‘lishini ko‘rsatadi. Vertikal harakatlarning tezligi fraksiyalardan bir necha o'n mm gacha, gorizontal harakatlar esa kattaroq tartibni tashkil qiladi - kasrlardan yiliga bir necha o'n sm gacha (Skandinaviya yarim oroli 25 ming yil ichida 250 m ga ko'tarildi, Sankt-Peterburq. Sankt-Peterburg mavjud bo'lgan davrda 1 m ga ko'tarildi). Bular. Zilzilalar, vulqon otilishi, sekin vertikal (minglab metr balandlikdagi tog'lar millionlab yillar davomida shakllanadi) va gorizontal harakatlar (yuz millionlab yillar davomida bu minglab kilometrlarning siljishiga olib keladi) mantiyaning sekin, lekin o'ta kuchli harakatlari tufayli yuzaga keladi. Masalan ,
“Plitalar tektonikasi nazariyasining qoidalari 1968 yilda Amerikaning Glomar Challenger tadqiqot kemasidan boshlangan chuqur dengiz burg'ulash jarayonida eksperimental sinovdan o'tkazildi, bu esa okeanlarning tarqalish jarayonida paydo bo'lishini tasdiqladi. o'rta tizmalarning rift vodiylari, Qizil dengiz tubi va Aden ko'rfazi suv osti kemalari bilan, bu ham median tizmalarini kesib o'tgan transformatsiyali yoriqlarning tarqalishi va mavjudligi haqiqatini aniqladi va nihoyat, zamonaviy kosmik geodeziyaning turli usullari bilan plastinka harakati. Plitalar tektonikasining pozitsiyasidan ko'plab geologik hodisalar tushuntiriladi, ammo shu bilan birga, plitalarning o'zaro harakatlanish jarayonlarining murakkabligi dastlabki nazariyada nazarda tutilganidan kattaroq ekanligi ma'lum bo'ldi ... tektonik harakatlar va deformatsiyalarning intensivligi, chuqur yoriqlarning barqaror global tarmog'ining mavjudligi va boshqalar.
Yer tarixida plitalar tektonikasining ta'sirining boshlanishi masalasi ochiqligicha qolmoqda, chunki plastinka-tektonik jarayonlarning bevosita belgilari. ... faqat oxirgi proterozoydan ma'lum. Shunga qaramay, ba'zi tadqiqotchilar arxey yoki proterozoyning dastlabki davridan boshlab plitalar tektonikasining namoyon bo'lishini tan olishadi. Quyosh tizimining boshqa sayyoralaridan Venerada plitalar tektonikasining ba'zi belgilari kuzatiladi.
Plitalar tektoniği, dastlab, ayniqsa, mamlakatimizda shubha bilan duch keldi, deb yozadi akademik V.E. Xain chuqur burg'ulash va okeanlardagi suv osti transport vositalaridan kuzatish jarayonida, kosmik geodeziya usullaridan foydalangan holda litosfera plitalari harakatini to'g'ridan-to'g'ri o'lchashda, paleomagnetizm ma'lumotlarida va boshqa materiallarda ishonchli tasdiqni oldi va birinchi bo'lib aylandi. geologiya tarixida chinakam ilmiy nazariya. Shu bilan birga, so'nggi chorak asr davomida yangi vositalar va usullardan foydalangan holda olingan yangi va yanada xilma-xil faktik materiallar to'planishi bilan plitalar tektonikasining keng qamrovli, chinakam global ahamiyatga ega bo'lishi mumkin emasligi tobora ayon bo'ldi. Yerning rivojlanish modeli "(Geologiya ..., p.43) Shuning uchun, "ko'p o'tmay, uning shakllanishidan so'ng, plastinka tektonikasi qattiq Yerning boshqa fanlari asosiga aylana boshladi" ... Juda katta o'zaro ta'sir . .. bir tomondan geotektonika va geofizika, ikkinchi tomondan petrologiya (togʻ jinslari haqidagi fan) va geokimyo oʻrtasida topilgan.
geodinamika, litosferani oʻzgartiruvchi va uning strukturasi evolyutsiyasini belgilovchi chuqur, endogen (ichki) jarayonlarning butun majmuasini oʻrganish, butun qattiq Yerning rivojlanishini belgilovchi fizik jarayonlarni va ularni keltirib chiqaruvchi kuchlarni oʻrganish. ""Seysmik tomografiya" deb nomlangan Yerning seysmik "uzatilishi" to'g'risidagi ma'lumotlar shuni ko'rsatdiki, er qobig'i va topografiyasining tuzilishidagi o'zgarishlarga olib keladigan faol jarayonlar ancha chuqurroq - mantiyaning pastki qismida va hatto uning chegarasida paydo bo'ladi. yadro bilan, yaqinda ma'lum bo'lganidek, yadro bu jarayonlarda ishtirok etadi ...
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 tomografiya bilan bir qatorda boshqa fanlar ham yordamga keldi: eksperimental mineralogiya, yangi jihozlar tufayli endi mineral moddalarning maksimal chuqurliklarga mos keladigan bosim va haroratlarda harakatini o'rganish imkoniyati mavjud. 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 teskari aylanish mexanizmi va sabablarini ochishga urinayotgan geomagnetizm; geoid shaklini aniqlaydigan geodeziya (va bundan ham muhimi, er qobig'ining gorizontal va vertikal harakatlari) va Yer haqidagi bilimimizning boshqa sohalari ...
Seysmik tomografiya tadqiqotlarining birinchi natijalari shuni ko'rsatdiki, litosfera plitalarining zamonaviy kinematikasi juda mos keladi ... faqat 300-400 km chuqurlikda va pastda mantiya moddasining harakati tasviri sezilarli darajada farq qiladi ...
Biroq, litosfera plitalari tektonikasining nazariyasi kamida so'nggi 3 milliard yil ichida qit'alar va okeanlarning er qobig'ining rivojlanishini qoniqarli tushuntirishda davom etmoqda va litosfera plitalari harakatining sun'iy yo'ldosh o'lchovlari zamonaviy davr uchun harakatlar mavjudligini tasdiqladi. .
Shunday qilib, hozirda quyidagi rasm paydo bo'ladi. Er sharining ko'ndalang kesimida har biri bir necha yuz kilometr qalinlikdagi uchta eng faol qatlam mavjud: astenosfera va mantiya tagidagi D"" qatlami. Ko'rinib turibdiki, ular ochiq tizim sifatida Yerning nochiziqli geodinamikasiga aylanib borayotgan global geodinamikada yetakchi rol o'ynaydi, ya'ni. Benard effekti kabi sinergetik ta'sirlar mantiya va suyuqlik yadrosida sodir bo'lishi mumkin.
Litosfera plitalari tektonikasining nazariyasi doirasida tushunarsiz bo'lgan intraplate magmatizm hodisasini va xususan, binolarning yoshi zamonaviy faol vulqonlardan uzoqlashgani bilan tabiiy ravishda oshib boruvchi chiziqli vulqon zanjirlarining shakllanishini tushuntirish uchun oldinga 1963 yilda J. Wilson tomonidan va 1972 yilda asoslantirilgan V. Morgan "issiq nuqtalarda" sirtga chiqadigan ko'tarilgan mantiya oqimlari (12.1, 12.5-rasm) gipotezasi (sirtdagi "issiq nuqtalar" ning joylashishi nazorat qilinadi. Yer qobig'i va litosferadagi zaiflashgan, o'tkazuvchan zonalar tomonidan zamonaviy "issiq nuqta" ning klassik namunasi Islandiya haqidadir.). “Ushbu plyus tektonikasi yildan-yilga ommalashib bormoqda.