Что такое тектоника плит?

Тектоника плит объясняет движение поверхности Земли.
Тектоника плит — это средство образования гор. Горы Бэрд в национальном парке долины Кобук на Аляске образовались в результате столкновения двух тектонических плит вдоль сходящейся границы, в результате чего твердые породы изгибались и складывались. (Изображение предоставлено Эйлин Девинни / NPS)

От самой глубокой океанской впадины до самой высокой горы тектоника плит объясняет особенности и движение поверхности Земли в настоящем и прошлом.

Теория тектоники плит, разработанная с 1950-х по 1970-е годы, представляет собой современное обновление дрейфа континентов, идею, впервые предложенную ученым Альфредом Вегенером в 1912 году, который утверждал, что континенты Земли «дрейфовали» по планете с течением времени. У Вегенера не было объяснения того, как континенты могли перемещаться по планете, но у исследователей есть теперь: тектоника плит.

Тектоника плит — это теория, согласно которой внешняя оболочка Земли разделена на большие плиты твердой породы, называемые «плитами», которые скользят по мантии Земли, скалистому внутреннему слою над ядром Земли. Твердый внешний слой Земли, включающий кору и самую верхнюю мантию, называется литосферой. Согласно Британской энциклопедии, его толщина составляет 100 км (60 миль). Под литосферой находится астеносфера — вязкий слой, который остается пластичным из-за тепла глубоко внутри Земли. Он смазывает нижние стороны тектонических плит Земли, позволяя литосфере двигаться.

По теме: тектонике плит 3,6 миллиарда лет, обнаружены самые старые минералы на Земле.

Николас ван дер Элст, сейсмолог из обсерватории Земли Ламонт-Доэрти Колумбийского университета в Палисейдсе, штат Нью-Йорк, считает тектонику плит «объединяющей теорией геологии».

«До тектоники плит людям приходилось придумывать объяснения геологических особенностей своего региона, которые были уникальными для этого конкретного региона», — сказал Ван дер Эльст. «Тектоника плит объединила все эти описания и сказала, что вы должны быть в состоянии описать все геологические особенности, как если бы они были вызваны относительным движением этих тектонических плит».

КАК РАБОТАЕТ ПЛИТНАЯ ТЕКТОНИКА
Движущей силой тектоники плит является конвекция в мантии. Горячий материал вблизи ядра Земли поднимается, а более холодные мантийные породы опускаются. «Это похоже на котел, кипящий на плите, — сказал Ван дер Эльст.

Между тем геологи представляют плиты над этой взбаламученной мантией как бамперные машины; они неоднократно сталкиваются, слипаются, а затем разрываются. Геологи называют места пересечения и разделения сегментов границами плит. Считается, что они обвиваются вокруг Земли, как швы на бейсбольном мяче.

Границы плит встречаются тремя способами, и каждый из них запускает уникальную геологическую особенность.

Сходящиеся границы возникают там, где пластины сталкиваются друг с другом. Там, где эти плиты встречаются, земная кора рассыпается и превращается в горные хребты. Например, Индия и Азия объединились около 55 миллионов лет назад, чтобы создать Гималаи. По мере того как перемешивание продолжается, эти горы становятся все выше и выше. Геологи обнаружили, что Швейцарские Альпы поднимаются быстрее, чем опускаются из-за эрозии, и, таким образом, они растут с каждым годом, согласно исследованию 2020 года, опубликованному в журнале Earth-Science Reviews. Однако, когда масса горы становится слишком большой, чтобы противостоять гравитации, она перестает расти. По данным Гавайского университета в Маноа, эрозия также препятствует росту из-за того, что горы опускаются вниз, но поскольку горы могут расти относительно быстро, эрозия обычно не побеждает.