TEKTONIKUS LEMEZEK: ELMÉLET, TÍPUSOK, MOZGÁS, KÖVETKEZMÉNYEK - FÖLDRAJZ - 2025

A tektonikus vagy litoszféra lemezek azok a tömbök vagy fragmentumok, amelyekbe a litoszféra fel van osztva, és amelyeket a föld köpeny húz. Ezeket a lemezeket a köpenyből alakították ki, és az utóbbi 3 milliárd év óta folyamatos folyamatba integrálják.

A Wegener (kontinentális sodródás) és a Hess (az óceánfenék kiterjesztése) elméleteiből a lemeztektonika elmélete konszolidálódott. Ez az elmélet a tektonikus lemezek két alaptípusának létezését feltételezi: óceáni és kontinentális.

Fő tektonikus lemezek. Forrás: USGS - Daroca90 / CC BY-SA spanyol verzió (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

A litoszféra több tucat különböző méretű tektonikus lemezzel rendelkezik, amelyek közül a legnagyobb a nyolc: eurázsiai, afrikai, ausztrál, észak-amerikai, dél-amerikai, Nazca, csendes-óceáni és Antarktisz. Ezek a lemezek a köpeny és a litoszféra dinamikájának köszönhetően mozognak a hőáram által generált konvekciós árammal.

A köpenyáram feszültsége meghúzza a merev héjat, amely repedésekbe és elválasztásokba képezi a lemezeket. Amikor az óceáni tányérok elválnak, a magma (olvadt bazalt) felszínre emelkedik, és új óceánfenék alakul ki.

Lemezelmélet

A lemezelmélet eredete

Az elmélet eredetileg Alfred Wegener 1915-ös javaslatával merül fel a kontinentális sodródással kapcsolatban. Wegener azt állította, hogy az összes kontinens egyesül, majd széttöredezett, elválaszt és összeütközik.

Wegener következtetéseit a kontinensek geológiájának és körvonalainak, valamint az állat- és növényfajok fosszilis eloszlásának tanulmányozásával vonta le. Például, amikor Dél-Amerika keleti szélét Afrika nyugati peremével hasonlítják össze, meg kell jegyezni, hogy ezek összeillenek, mint két puzzle-darab.

Később, 1960-ban Harry Hess az óceánfenék kiterjedésének elméletét javasolta, magyarázatot adva a lemeztektonika mechanizmusának. Később az elméletet megerősítették John Tuzo Wilson az óceánfenék kiterjesztésével kapcsolatos munkáival és Jason Morgan 1963-as javaslataival a köpeny tollak létezéséről.

A Föld kéregének és köpenyének összetételére és dinamikájára felhalmozódott bizonyítékokként a lemeztektonika elmélete megszilárdult.

A Föld alakítása

A Föld a Naprendszer részeként jött létre egy forgó kozmikus por kondenzációs folyamatában, amely gravitációs vonzásnak van kitéve. Ezt a portömeget magas hőmérsékleteknek vetik alá, és lehűlve sűrűsége és gravitációja növekedett.

Ez a folyamat megkapta a jelenlegi lekerekített alakját, domborodott az Egyenlítőn, és a pólusoknál ellapult (gömbbé alakult ki).

rétegek

A gravitációs vonzerő meghatározta, hogy a legsűrűbb anyagok a központ felé, a legkevésbé pedig a külső felé vannak. Ennek a geoidnak a külső és belső hűtése megkülönböztetett koncentrikus rétegekben meghatározta a szerkezetet.

A külső réteg 4,4 milliárd évvel ezelőtt lehűlve megszilárdult, és egy viszonylag vékony (5-70 km) héjat képez, amelyet szilikátokból, kéregnek hívtak. A kontinentális kéreg sűrűsége kisebb, mint az óceáni kéreg sűrűsége.

A Föld rétegei. Forrás: Vektorosítva és lefordítva az angol változatból, Jeremy Kemp. Az USGS illusztrációjának elemei alapján. http://pubs.usgs.gov/publications/text/inside.html / Nyilvános

A kéreg alatt körülbelül 2855 km viszkózus réteg van, amelyet köpenynek neveznek, és végül egy izzó, főleg vasból álló mag. Ez a mag, körülbelül 3,481 km átmérőjű, két rétegre oszlik: a szilárd vas és nikkel belső magja és a külső folyékony mag.

A lemezek tektonikus rétegeinek és erőinek mechanikai tulajdonságai

A lemeztektonikai mechanika szempontjából a legrelevánsabb rétegek a kéreg és a köpeny.

A kéreg merev, bár némi plaszticitással és a köpeny felső rétegével együtt képezi a litoszférát. Különböző méretű töredékekre vagy lemezekre osztják, úgynevezett tektonikus lemezekre.

Az asztenoszféra

A köpeny viszont két különböző rétegből áll: a felső és az alsó köpenyből. A felső köpeny kevésbé viszkózus, de folyékony, míg az alsó (magasabb nyomásnak és hőmérsékletnek kitéve) viszkózusabb.

A köpeny felső rétegét asztenoszférának nevezik, és fontos szerepet játszik abban, hogy közvetlenül érintkezik a litoszférával. Az asztenoszféra okozza a tektonikus lemezek mozgását, vagyis a kontinentális sodródást, és új tengeri fenék alakul ki a gerincek között.

Másrészről, a köpeny tollának köszönhetően a kéreg alatt felgyülemlett magma forrásokat vagy területeket generál. Ezek a magma vertikális csatornái, amelyek az asztenoszférától a kéregig terjednek.

Folyamat tényezők és erők

A bolygót alkotó anyagok sűrűsége és a gravitációs erő meghatározta a rétegek elrendezését. A Földön belüli növekvő nyomás és hőmérséklet meghatározza ezeknek a rétegeknek a mechanikai tulajdonságait, azaz merevségüket vagy folyékonyságukat.

Másrészt az anyagok mozgása a Földön belül elősegíti azokat az erőket, amelyek a hőáram és a gravitáció. Konkrétan a konvekciós hőátadás kulcsfontosságú a lemez tektonikus mozgásának megértéséhez.

A konvekció a köpeny anyag keringésével nyilvánul meg, ahol a melegebb alsó rétegek megemelkednek, és kiszorítják a lesüllyedő hűvösebb felső rétegeket. Az emelkedő rétegek hőt veszítenek, míg a lesüllyedő rétegek növelik a hőmérsékletet, ezáltal vezetve a ciklust.

Az óceán gerincei

A mély óceán bizonyos területein vannak vulkáni hegyláncok, ahol olyan területeken fordultak elő a tányérok. Ezeket a töréseket az asztenoszféra által kitolt litoszféra mozgása által keltett feszültségek eredményezik.

A viszkózus köpeny áramlása hangsúlyozza a merev héjat és elválasztja a tektonikus lemezeket. Ezeken a területeken, az óceán középső gerincének nevezik, az olvadt bazalt a belső nyomás következtében megemelkedik, és a kéregben kijön, és új óceánfenék alakul ki.

A tektonikus lemezek típusai

A tektonikus lemezek alapvetően két típusúak: óceáni és kontinentális, tehát három lehetőség van a lemezek közötti egymáshoz hasonló határok összekapcsolására. Ezek a kontinentális tányér konvergenciája egy óceáni, egy óceáni a másik óceáni ellen, és egy kontinentális egy másik kontinentussal szemben.

Óceán lemezek

Az óceáni kéregből (sűrűbb, mint a kontinentális kéreg) képződnek, és vasból és magnézium-szilikátokból (mafikus kőzetek) állnak. Ezeknek a lemezeknek a héja vékonyabb (átlagosan 7 km) a kontinentális kéreghez képest, és mindig tengervíz borítja.

Kontinentális tányérok

A kontinentális kéreg nátrium-, kálium- és alumínium-szilikátokból (felsikus kőzetekből) áll, amelyek sűrűsége kisebb, mint az óceáni kéreg. Ez egy vastagabb kéregű lemez, amely akár 70 km vastag is lehet a hegységben.

Valójában vegyes tányér, amelyben bár a kontinentális kéreg dominál, vannak óceáni részek is.

A világ tektonikus lemezei

Sík tektonikus határtérkép. Daroca90 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Hagyományosan 7 nagy tektonikus lemezt elismernek, amelyek eurázsiai, afrikai, ausztrál, észak-amerikai, dél-amerikai, csendes-óceáni és antarktiszi. Hasonlóképpen vannak olyan közbenső lemezek, mint a Nazca, a Fülöp-szigetek, a Coco és a Karib-térség, valamint más nagyon kicsi.

Néhány kis méretű az Anatólia és az Égei-szigetek, és csak a Csendes-óceán nyugati részén található meg több mint 20 kis tektonikus lemez.

- Főlapok

• Afrikai lemez
• Antarktiszi lemez
• Arab lemez
• Kókuszdió lemez
• Juan de Fuca plakk
• Nazca lemez
• Karibi lemez
• Csendes-óceáni lemez
• Eurázsiai lemez
• Fülöp-szigeteki lemez
• Indo-ausztrál lemez
• Észak-amerikai lemez
• Scotia Badge
• Dél-amerikai lemez
• Ausztrál lemez

A legfontosabb néhányat az alábbiakban ismertetjük:

Eurázsiai lemez

Ez a tektonikus lemez Európát, majdnem egész Ázsiát, az Atlanti-óceán északi részét és az Északi-sarkot tartalmazza. Ázsia nem tartalmazza a Hindustant, a Délkelet-Ázsiát és a Távol-Kelet Szibériát, Mongóliát és Kínát.

Ez egy elsősorban kontinentális tektonikus lemez, eltérő határokkal az Atlanti-óceán hegygerincén nyugatra. Míg délen konvergáló határt jelent az afrikai, az arab és az indiai lemezekkel, keletre pedig a különféle kisebb kontinentális lemezekkel.

Afrikai lemez

Lefedi az Atlanti-óceán keleti részét és szinte az egész afrikai kontinenst, kivéve a keleti sávot, amely megfelel az arab és a szomáliai lemezeknek. Ennek a lemeznek a határai eltérnek a kerülete mentén, kivéve az eurázsiai lemezzel való érintkezést illetően, amely konvergens.

Ausztrál lemez

Az ausztrál tektonikus lemez Ausztráliát, Új-Zélandot és a Csendes-óceán délnyugati részét foglalja magában. Az ausztrál lemez eltérő határokat mutat délen és nyugaton, északon és keleten pedig egymáshoz viszonyítva.

Észak-amerikai lemez

Magában foglalja az egész észak-amerikai szubkontinenst a Jukatáni-félszigeten, Grönlandon, Izland egy részén, az Atlanti-óceán nyugati részén és az Északi-sarkvidéken. Ennek a lemeznek a határai eltérnek az Atlanti-óceán gerincétől kelet felé és a Csendes-óceán konvergensek.

A Csendes-óceán partján két átalakuló határokkal ellátott kicsi lemezzel (Coco és Juan de Fuca) kölcsönhatásba lép.

Dél-amerikai lemez

Ez magában foglalja az azonos nevű szubkontinenst, és eltérő korlátokkal rendelkezik az Atlanti-óceán gerincétől. Míg a nyugati oldalon konvergenciahatárokat mutat a Nazca-lemezzel, délnyugatra az Antarktiszmal, északon pedig a karibi lemezzel.

Csendes-óceáni lemez

Ez egy óceáni tányér, eltérő határokkal a csendes-óceáni gerinctől, elválasztva a Nazca tányértől. Másrészt északról és nyugatról konvergáló korlátok vannak az észak-amerikai, eurázsiai, fülöp-szigeteki és ausztrál lemezekkel.

Antarktiszi lemez

Ez a tektonikus lemez a teljes Antarktiszi kontinentális talapzatot és az azonos nevű óceánt tartalmazza, kerületének eltérő korlátaival.

Nazca lemez

Egy óceáni tányérból áll, amely aláveti magát a dél-amerikai tányér nyugati partjának (konvergencia). Miközben észak felé halad a Coco tányérral, délre pedig az Antarktiszkal.

Másrészről nyugatra a hegygerinctől eltér a Csendes-óceán fennsíkjától, és a dél-amerikai födémmel való ütközés az Andok hegységéhez vezetett.

- Másodlagos lemezek

• Amuria lemez
• Apulian vagy Adria lemez
• Madárfej lemez vagy Doberai
• Arab lemez
• Altiplano tányér
• Anatóliai tányér
• Burma lemez
• Észak-Bismarck tányér
• Déli Bismarck-lemez
• Chiloé lemez
• Futuna lemez
• Gorda tányérja
• Juan Fernández plakett
• Kermadec lemez
• Kézi lemez
• Maoke Plate
• Núbiai tányér
• Okhotsk lemez
• Okinawa lemez
• Panama lemez
• Húsvéti lemez
• Szendvics lemez
• Shetland lemez
• Timor tányér
• Tonga lemez
• Szonda lemez
• A carolinák plakátja
• Mariana lemez
• Az új Hebridák tányérja
• Északi Andok-lemez

Lemez tektonikus mozgások

A tektonikus lemezek vagy a litoszféra körülhatárolt fragmensei az asztenoszféra mozgása révén mozognak. A konvekciós áramok a köpeny viszkózus anyagát mozgatják, keringő cellákat képezve.

- A "szállítószalag"

A felső réteg köpenyének anyaga (asztenoszféra) alacsonyabb hőmérsékleten esik le, és a forró anyagot az alá nyomja. Ez a forró anyag kevésbé sűrű és felemelkedik, kiszorítja az anyagot, és vízszintesen mozog, amíg lehűl és ismét leereszkedik.

Mozgás a litoszférában. Forrás: USGS / közkincs

Ez a viszkózus áramlás a köpenyből a szilárd anyagból (litoszféra) kialakított tektonikus lemezeket húzza.

Új óceán fenekén

Amikor a tektonikus lemezek mozognak, a köpenyből magma (olvadt bazalt) jelenik meg az elválasztási pontokon. Ez a kialakuló bazalt új óceán fenekét hozza létre, vízszintesen nyomja a régi hordozót és a kéreg tágul.

szubdukciós

Ahogy az óceánfenék kiszélesedik, ütközik a kontinentális tömegekkel. Mivel ez az alsó sűrűbb, mint a kontinentális talapzaton, süllyed annak alá (szubdukció), így megolvad és újra a köpeny részévé válik.

Ilyen módon az anyag követi a konvekció által vezérelt ciklust, és a tektonikus lemezek a bolygó felületén sodródnak.

- Kontinensvándorlás

A konvekció és a litoszféra tektonikus lemezeinek mozgatása a kontinentális sodródást okozza. Ez a kontinensek egymáshoz viszonyított relatív elmozdulása.

A tektonikus lemezek eredete óta kb. 3 milliárd évvel ezelőtt egyesültek és megosztottak különböző időpontokban. A kontinentális tömegek többségének utolsó nagy összefolyása 300 millió évvel ezelőtt történt a Pangea szuperkontinentum kialakulásával.

Ezután, a mozgások folytatódásával, Pangea ismét széttöredezett, kialakítva a jelenlegi kontinenseket, amelyek tovább mozognak.

A táblák közötti határok típusai

A tektonikus lemezek érintkezésbe kerülnek egymással, és a relatív mozgástól függően három alapvető határértéket alkotnak. Amikor két lemez ütközik egymással, azt konvergens vagy romboló határnak nevezik, legyen az merőleges (ütköző fej) vagy ferde.

Másrészt, amikor a tányérok elmozdulnak egymástól, ezt eltérő vagy konstruktív határértéknek nevezzük, ami az óceán gerincei. Az eltérő határ egyik példája a dél-amerikai és afrikai lemezek elválasztása az Atlanti-óceán gerincétől.

Míg amikor két lemez dörzsöli oldalirányban az ellenkező irányba haladva egy transzformációs hiba mentén, akkor transzformációs határnak nevezzük. Kaliforniában az észak-amerikai és a csendes-óceáni térség közötti határ átalakulása történik, ami San Andrés hibát képez.

A Himalája emelkedését az indiai lemez és az eurázsiai lemez ütközése okozza, amely egy ortogonálisan konvergens határ. Ebben az esetben ez a két kontinentális lemez konvergenciája, tehát obdukció következik be (a domborzatot felvonó két kontinentális tömeg integrációja).

A mozgás iránya

A föld forgási mozgása miatt a tektonikus lemezek egy képzeletbeli tengely körül forognak. Ez a mozgás azt jelenti, hogy két ütköző lemez változtatja szögét, egy teljesen konvergens (ortogonális) határértéktől egy ferdeig.

Ezután oldalirányban ellentétes irányba mozognak (átalakító határ), és végül eltérő mozgást vesznek igénybe, elválasztva.

Mozgási sebesség

A leírt mozgási irányokat több millió éves időszakokban érzékelik, mivel a kontinentális sodródás mértékét milliméterben mérik évente. Emiatt emberi szinten nem könnyű észlelni a tektonikus lemezek elmozdulásának gondolatát.

Például az afrikai lemezt 5 mm / év sebességgel ütközik az Ibériai-félszigeten a Betic hegységét alkotó eurázsiai lemezzel. Míg a rögzített legnagyobb sebesség a Csendes-óceán keleti gerince által generált elmozdulás, amely 15 mm / év.

A mozgás következményei

A tektonikus lemezek mozgása mechanikusan (földrengések) és termikusan (vulkanizmus) szabadítja fel az energiát a bolygó belsejéből a lemezek határán. Az elmozdulások, sokkok és súrlódások viszont formálják a szárazföld és az óceán domborzatát.

- Vulkáni tevékenység

A köpeny hőáramlása és konvekcióval történő keringése az olvadt magmát vagy bazaltot a felület felé tolja, vulkáni kitöréseket okozva. Ezek viszont katasztrófákat okoznak a láva, a környezetet szennyező gázok és részecskék kiszökésével.

Vulkáni szigetívek és kontinentális vulkáni ívek

Két óceáni tányér konvergenciája vulkánláncokat hozhat létre, amelyek megjelenésekor szigetek ívei származnak. Az óceáni tányér és a kontinentális lemez konvergenciája során kontinentális vulkáni ívek alakulnak ki, például a transz-mexikói vulkáni öv.

- Szeizmikus tevékenység

A tektonikus lemezek ütközése és különösen az átalakulási határok szeizmikus mozgásokat vagy földrengéseket okoznak. Néhányuk nagy léptékű és negatív hatással van az emberekre, megsemmisítve az infrastruktúrát és az emberek halálát okozva.

San Andrés hibája (Egyesült Államok). Forrás:

Ezen jelenségek következményei között szerepel az árapály-hullám vagy a szökőár, amikor a szeizmikus mozgás az óceánon zajlik.

- A Föld megkönnyebbülése

A tektonikus lemezek mozgása és interakciója modellezi a talaj domborzatát és az óceán fenekét. A nagy kontinentális hegyláncok, mint például az Andok és az Appalachiak, a tektonikus lemezek konvergenciájának eredménye, amikor szubdukció történik, és a Himalája elakadásainak az elrablása révén.

Az izosztatikus vagy gravitációs egyensúly miatt viszont, amikor az egyik terület megemelkedik, a másik depresszióként vagy síkként alakul ki. A diasztrofikus folyamatokat, például hibákat, hajtogatást és másokat a tektonikus lemezek mozgása okozza.

- Időjárás

A kontinentális tömegek eloszlása ​​befolyásolja a tengeri áramlatok rendszerét és a világ éghajlatát. A lemezek konvergenciájának eredményeként kialakult nagy kontinentális tömeg szárazabb kontinentális belső tereket képez, amelyek befolyásolják a vízkörforgást.

Ugyanígy a szubdukció és az obdukció folyamatainak által előidézett hegyvidéki magasságok befolyásolják a szél üzemmódját és az esőzések eloszlását.

Irodalom

1. Alfaro, P., Alonso-Chaves, FM, Fernández, C. és Gutiérrez-Alonso, G. (2013). Sík-tektonika, a bolygó működésének integráló elmélete. Koncepcionális és didaktikai alapok. Földtudományok tanítása.
2. Engel, AEJ és Engel, CG (1964). A baszalták összetétele a Közép-atlanti hegygerincből. Tudomány.
3. Fox, PJ és Gallo, DG (1984). A gerinc-transzformáció-gerinclap határának tektonikus modellje: Az óceáni litoszféra szerkezetének következményei. Tectonophysics.
4. Pineda, V. (2004). 7. fejezet: Az óceánfenék morfológiája és a tengerpart jellemzői. In: Werlinger, C (Szerkesztés). Tengeri biológia és óceánföldrajz: fogalmak és folyamatok. I. kötet
5. Rodríguez, M. (2004). 6. fejezet: Lemeztektonika. In: Werlinger, C (Szerkesztés). Tengeri biológia és óceánföldrajz: fogalmak és folyamatok. I. kötet
6. Romanowicz, B. (2009). A tektonikus lemezek vastagsága. Tudomány.
7. Searle, RC és Laughton, AS (1977). A Közép-atlanti hegygerinc és a Kurchatovi törési zóna szonar vizsgálata. Geofizikai kutatási folyóirat.
8. Sudiro, P. (2014). A Föld terjedésének elmélete és annak átváltása a tudományos hipotézisről az áltudományi hitre. Hist. Geo Space Sci.