W010509 Курсовая работа Современное состояние теории тектоники литосферных плит

Содержание

Введение….…………………………………….…………………………….. 2

История развития тектоники литосферных плит….………….…………….4

Современное состояние теории тектоники литосферных плит….……….10

Дрейф материков…………………………………………………………….15

Заключение………………………………….………………………………..20

Список литературы…………………………………………………………..23

Введение

Тектоника литосферных плит – это современная геологическая теория движения литосферы, по которой земная кора состоит из блоков, находящихся в постоянном движении. При этом в зонах расширения (срединно-океанических хребтах и континентальных рифтах) в результате спрединга образуется новая океаническая кора, а старая поглощается в зонах субдукции. Выбранная тема остается актуальной и в наши дни, этим она и интересна. Перемещение плит подчиняется законам сферической геометрии и могут быть описаны на основе теоремы Эйлера. Теорема вращения Эйлера утверждает, что любое вращение трёхмерного пространства имеет ось и может быть описано тремя параметрами: координаты оси вращения (например, её широта и долгота) и угол поворота. На основании этого положения может быть реконструировано положение континентов в прошлые геологические эпохи. Анализ перемещений континентов привёл к выводу, что каждые 400-600 млн. лет они объединяются в единый суперконтинент, подвергающийся в дальнейшем распаду. В результате раскола такого суперконтинента Пангеи, произошедшего 200-150 млн. лет назад, и образовались современные континенты. Теория тектоники литосферных плит объясняет географию землетрясений, вулканизма, горноскладчатых образований и континентальный дрейф.

Теория тектоники литосферных плит впервые в истории геологии носит глобальный характер, т.к. она касается всех районов земного шара и позволяет объяснить историю их развития, геологическое и тектоническое строение. На сегодняшний день этой теории нет разумной альтернативы и она сменила господствующую до этого геосинклинальную концепцию, взяв из нее наиболее ценное.

Цель работы заключается в ознакомлении и изучении теории тектоники литосферных плит.

Задачами является:

• Ознакомиться с историей развития теории

• Раскрыть основные положения теории

• Выяснить расположение материков в разные промежутки времени

Курсовая работа отвечает на ряд поставленных вопросов:

Какова история развития теории литосферных плит? В каком состоянии находится современное состояние теории? Каковы её основные положения? Как изменялись материки с ходом времени?

Курсовая работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованных источников и литературы, включающего 5 наименований.

История развития теории тектоники литосферных плит

          Контракционная гипотеза считалась базой теоретической геологии начала XX века. Землю сопоставляют с остывающим запечёным яблоком, на котором в виде горных хребтов возникают морщины. Разработанная на основании исследования складчатых сооружений, теория геосинклиналей лишь совершенствовала  данные идеи. Джеймс Дана сформулировал данную теорию и добавил к контракционной гипотезе принцип изостазии. В соответствии с этой концепцией Земля состоит из гранитов (континенты) и базальтов (океаны). При сжатии Земли в океанах-впадинах возникают тангенциальные силы, которые давят на континенты. Последние поднимаются в горные хребты, а со временем разрушаются. Материал, который образуется в результате разрушения, откладывается во впадинах.

Вопреки данной схеме выступил немецкий учёный-метеоролог Альфред Вегенер на собрании Немецкого геологического общества с докладом о дрейфе материков 6 января 1912 года. Ученый выдвинул предположение, что в конце палеозоя - начале мезозоя, около 200 млн. лет назад существовал целостный континент - Пангея, который содержал в себе все материки. Исходной посылкой к формированию теории стало совпадение очертаний западного побережья Африки и восточного Южной Америки. В случае если данные континенты сдвинуть, окажется, что они совпадают, словно образовались в следствие раскола одного праматерика. Пангея состоял из двух крупных частей: северной - Лавразии, объединяющей современную Европу, Азию (без Индии) и Северную Америку, и южной - Гондваны, включающей в себя Южную Америку, Африку, Антарктиду, Индостан и Австралию. Между юго-восточной границей Лавразии и северо-восточной Гондваны в виде большого залива находилась впадина океана Тетис. Тем не менее Вегенер не был удовлетворён исключительно сходством очертаний побережий и приступил к поискам доказательств теории. Он черпал новые данные с целью ее подтверждения в таких сферах, как палеонтология, палеоклиматология, геология, минералогия. Ему пришлось изучить геологию побережий обоих континентов. Благодаря этому он определил целый ряд схожих геологических комплексов, которые оказались схожи при совмещении, так же, как и береговая линия. Иным течением подтверждения теории стали палеоклиматические реконструкции, палеонтологические и биогеографические основания. По обе стороны Атлантического океана животные и растения идентичны, несмотря на то, что имеют ограниченные ареалы. Трудно вообразить, что они преодолели океан, т.к. разделены многокилометровым водным пространством. Помимо этого, Вегенер принялся искать геофизические и геодезические доказательства. Однако, для того, чтобы зафиксировать движение континентов, в тот период времени уровень данных наук был  не достаточен.

Гипотеза А. Вегенера, принятая весьма большим количеством ученых с энтузиазмом, в скором времени потеряла своих приверженцев. Это произошло после того, как Г. Джеффрисом и иными геофизиками было показано, что сил вращения Земли и приливной силы, которые А. Вегенер рассматривал как основные двигательные силы материковых глыб, недостаточно для движения материков. Что же касается сходства очертаний берегов, то, как это было отмечено Е. Н. Люстихом, примеры сходства очертаний даже весьма удаленных друг от друга материков или островов столь многочисленны, что этот признак нельзя считать решающим. Позднее в качестве такой силы  были предложены  конвективные течения в мантии Земли  голландским геофизиком Ф. Венинг-Мейнесом , связали их с дрейфом материков  англичанин А. Холмс и американец Д. Григе . Но все еще не было достаточно веских подтверждений гипотезы Альфреда Вегенера, поэтому большая часть ученых относилась к ней скептически.

В конце 50-х - начале 60-х годов XX века с широким развитием геофизических методов изучения Земли, гравитационной съемки областей материковых оледенений, палеомагнитных исследований горных пород и целенаправленной магнитной съемкой океанов, занимающих 2/3 поверхности Земли, новый толчок в своем становлении обрела теория тектоники литосферных плит. В этот период был сделан ряд значимых открытий в науках о Земле.

• Было установлено существование пластичного слоя астеносферы, который допускал возможность перемещения литосферы относительно подстилающей мантии;

• Подтверждено существенное отличие мощности и состава океанической коры от континентальной;

• Установлено существование глобальной системы срединно-океанических хребтов и приуроченных к их вершинам узких зон океанического рифтогенеза;

• Открыта система линейных знакопеременных магнитных аномалий, параллельных и симметричных осям срединных хребтов, способных фиксировать периодические инверсии магнитного поля Земли.

• Благодаря широкому развитию сейсмостанций стало возможным построить карту сейсмической активности Земли. Из этой карты следовало, что большая часть эпицентров землетрясений (= 98%) приурочена к линейным вытянутым поясам, обрамляющим обширные почти асейсмичные участки поверхности Земли, позже названные литосферными плитами.

• Изучение остаточной намагниченности горных пород, позволяющей восстановить их положение в древнем магнитном поле, подтвердило, что материки испытывали значительные перемещения, прежде чем занять свое современное положение.

Данные открытия не укладывались ни в одну тектоническую гипотезу, отрицающую горизонтальные перемещения материков, из-за чего пришлось вспомнить о гипотезе Вегенера, которая в то время насчитывала лишь очень немногочисленных сторонников. В 1961-1968 гг. усилиями американских, английских, канадских и французских геофизиков и геологов были разработаны основы теории, первоначально больше известной как новая глобальная тектоника, а затем как тектоника плит (точнее, тектоника литосферных плит). Идея об образовании океанов в результате раздвижения континентов и разрастания молодой океанской коры, начиная от осей срединно-океанических хребтов, стала основой теории. Сам процесс был впервые описан американским геологом Г. Хессом и геофизиком Р. Дитцем и получил название спрединга океанского дна (спрединг буквально означает разрастание). Г. Хесс, в своей работе «геопоэтическое эссе», высказал предположение, что горячее, частично расплавленное мантийное вещество, поднимаясь вдоль рифтовых трещин, должно растекаться в разные стороны от оси СОХ (срединно-океанический хребет) и растаскивать океанское дно в разные стороны. Поднимающееся расплавленное мантийное вещество заполняет рифтовую трещину, застывая в ней и наращивая таким образом расходящиеся края океанической коры. Из теоретической концепции Г. Хесса и Р. Дитца о разрастании океанского дна следовало представление о молодости (в геологическом масштабе) океанической коры.

Одним из важнейших событий в развитии всей геологической науки второй половины XX в стало определение возраста океанической литосферы сначала по геофизическим, а потом и по геологическим данным .

Принципиальная возможность геоисторической интерпретации аномального магнитного поля океана, т.е. определение возраста дна по рисунку аномалий дна, впервые была показана в 1963 г. Ф. Вайном и Д. Мэтьюзом. Ученые убедительно объяснили полосчатый и линейный характер магнитных аномалий в океане как результат сочетания трех фундаментальных и независимо установленных факторов. Первый - разрастание дна океана, при котором каждая новая порция изверженных базальтовых магм, застывая в рифтовой зоне, намагничивается под влиянием главного магнитного поля, а затем, «припаиваясь» к дивергентным краям двух плит, разрывается примерно посредине и растаскивается в стороны.