Лекция 4 Современные тектонические движения, вертикальные и горизонтальные. Методы их изучения, в том числе лазерная геодезия, метод лазерных отражателей. - презентация

1 Лекция 4 Современные тектонические движения, вертикальные и горизонтальные. Методы их изучения, в том числе лазерная геодезия, метод лазерных отражателей на спутниках, радиоинтерферометрия, GPS. Изучение современного напряженного состояния земной коры, сейсмогенные движения и решение фокальных механизмов землетрясений. Неравномерность распределения современной тектонической активности, фрактальность литосферы, ее деление на плиты и микро плиты. Границы литосферных плит: дивергентные (рифтогенные) и конвергентные (субдукционные, коллизионные), границы по трансформным разломам. Тройные сочленения границ, их виды. Главные геодинамические обстановки на границах литосферных плит, внутри плитные обстановки континентов и океанов. Теория «тектоника литосферных плит».

2 Современные тектонические движения земной коры (предмет изучения актуотектоники) По направленности : Вертикальные Горизонтальные По скорости : Быстрые (землетрясения, движение магмы в жерлах вулканов) Медленные (движение литосферных плит, рост гор и др) По периодичности: Короткопериодичные (землетрясения) Длиннопериодичные (движение плит, конвекция мантии)

3 Взаимосвязь основных процессов на Земле по масштабам проявления в пространстве и времени (Добрецов и др., 2001)

4 Это воздыхания и опускания участков земной коры Вертикальные тектонические движения Методы изучения современных вертикальных движений: Водомерный метод Повторное нивелирование Скорости варьируют от долей мм в год до 10 мм/год 1 мм/год = м/год 1 млн. лет = 10 6 лет 5* * 10 6 = 5000 м (высота Эльбруса – 5642 м) Схема современных вертикальных движений Восточной Европы (по Мещерякову, 1971)

5 вертикальные тектонические движения Часто вертикальные движения взаимосвязаны с горизонтальными Полученные вертикальные скорости обнаруживают «парадокс скоростей» они слишком велики и не согласуются с результатами их оценки по геологическим (геоморфологическим, по мощностям осадков) данным.

6 горизонтальные тектонические движения

7 Методы изучения современных движений лазерная геодезия, GPS С 1994 г. функционирует Международная служба GPS для геодинамики, обеспечивающая необходимую точность (скорость до 10 см /год) привязки к глобальной системе опорных точек, главная из таких систем - ITRF

8 DORIS Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite. Высокоточные определения дала радиоволновая (с использованием эффекта Доплера) система, эксплуатирующая несколько оснащенных аппаратурой спутников, которые находятся под непрерывным наблюдением размещенных по всему миру станций

9 Напряженное состояние земной коры Напряжение – это мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под воздействием внешних источников. Это векторная величина. Нормальное напряжение - σ Касательное напряжение - τ σ τ σyσy σxσx σzσz

10 Методы определения знака и ориентировки напряжений в земной коре: 1. Метод определения характера смещений в очагах землетрясений (решение фокального механизма землетрясений); 2. Изучение геологических индикаторов-напряжения: сколовых трещин, штрихов и борозд на зеркалах скольжения; 3. Изучение напряженного состояния пород в буровых скважинах и горных выборках

11 Pешение фокальных механизмов землетрясений Нормальный разлом Надвиг Сдвиг Стереографические проекции разрывных смещений землетрясений Сейсмический шарик "seismic beach balls" Оси напряжения и разломы Квадранты растяжения Взброс, надвиг сброс сдвиг

12 Pешение фокальных механизмов землетрясений

13 Получение данных. Необходимы наблюдения нескольких станций и геологическая информация, без которой нельзя однозначно проинтерпретировать тип разлома Плоскость разлома

14 Сдвиг, Колумбия Взброс с весьма пологим углом, Курилы

15 Сброс, Срединно-океанический хребет Неглубокий субдукционный взброс, Аляска

16 Изучение современного напряженного состояния земной коры, В 1992 г. Была подготовлена Мировая Карта стресса (WSM)

17 Неравномерность распределения современной тектонической активности Схема размещения очагов землетрясений на поверхности Земли. Они распределены не равномерно, а концентрируются в линейные пояса

18 Схема размещения активных вулканов на поверхности Земли. Они распределены не равномерно, а концентрируются в линейные пояса, сопоставимые с поясами сейсмичности

19 Размещение современных срединно-океанических хребтов

20 Фрактальность литосферы, ее деление на плиты и микро плиты Главные 7 литосферных плит

21 Миниплиты - плиты небольшого размера

22 Границы литосферных плит классифицируются По характеру движения По типу граничащей коры Конвергентные границы (столкновение, поглощение) типа океан-океан (островные дуги) типа океан-континент (активные континентальные окраины) континент-континент (коллизионный орегон) Дивергентные границы (расхождение, наращивание) типа океан-океан (спрединг) типа континент-континент (континентальный рифтогенез) Трансформные разломы (скольжение) субдукция коллизия абдукция

23 Границы литосферных плит: дивергентные (спрединг, рифтогенез) и конвергентные (субдукционные, коллизионные), границы по трансформным разломам.

24 Конвергентные границы литосферных плит – это границы, на которых происходит сближение, столкновение и поглощение литосферы. Выделяют два их вида: субдукция и коллизия Субдукция – это погружение (подвигание) океанической литосферы под океаническую или континентальную Активные континентальные окраины Коллизионный орегон Островные дуги Коллизия – это подвигание континентальной коры под континентальную. Ее проявлением является формирование коллизионных орегонов

25 Дивергентные границы литосферных плит – это границы, на которых литосферные плиты раздвигаются. Спрединг (океанический рифтогенез) – раздвижение океанических литосферных плит Континентальный рифтогенез – раздвижение континентальных плит

26 Исландия – выход зоны спрединга на поверхность Sigmundsson, Sæmundsson, 2008

27 Границы плит по трансформным разломам. Трансформный разлом – это вид сдвига, по которому происходит скольжение сегментов плит. Главная их особенность – резкие изменения характера горизонтальных движений по разлому: движения могут резко прекращаться или менять знак. Крупные разломы могут быть границами плит. Точки трансформации

28 Разлом Сан-Андреас – пример трансформного разлома

29 Главные типы трансформных разломов: а – ось спрединга – ось спрединга (тип хребет-хребет»; б, в – ось спрединга – зона субдукция (тип хребет-островная дуга); г-е – зона субдукция – зона субдукция (островная дуга-островная дуга)

30 Тройные сочленения границ литосферных плит их виды. 1 – зоны спрединга 2 – зоны субдукции 3 – трансформные разломы Главные виды тройного сочленения плит

31 Горизонтальные движения плит описываются законами сферической геометрии – теоремой Эйлера

32 Тектоника литосферных плит и мантийных плюсов («плейт-тектоника» и «плюм-тектоника») – основная современная мобилистская геотектоническая теория. 1. Существует хрупкая, жесткая, холодная литосфера и пластичная, подвижная, горячая астеносфера Основные положения тектоники литосферных плит 2. Литосфера подразделяется на ограниченное количество тектонически обособленных плит, мини- и микро-плит. 3. Различаются три рода взаимных перемещений плит относительно друг друга (дивергентные и конвергентные границы, трансформные разломы) 4. Горизонтальные движения плит описываются законами сферической геометрии – теоремой Эйлера 5. Площадь океанической литосферы, поглощаемой в зонах субдукции, равна площади новообразованной – в зонах спрединга. 6. Основная причина движения литосферных плит – мантийная конвекция, значительную роль при этом играет затаскивающий эффект в зонах субдукции и отталкивающий – в зонах спрединга 7. В мантии рождаются плюсы, которые активно воздействуют на плиты

33 Вертикальные тектонические движения Горизонтальные тектонические движения Литосферные плиты, мини плиты, Дивергентные границы плит Конвергентные границы плит Субдукция Коллизия Обдукция Спрединг (океанический рифтогенез) Континентальный рифтогенез Трансформный разлом Стереографическая проекция разрывных смещений землетрясений (сейсмический шарик) Тройное сочленение Тектоника литосферных плит (Плейт-тектоника) Плюм-тектоника ТЕРМИНЫ