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                板塊

                內容摘要:板塊分布

                板塊分布

                板塊

                1968年法國的勒皮雄根據各方面的資料,首先將全球巖石圈分為六大板塊,即

                太平洋板塊

                歐亞板塊

                印度洋板塊

                非洲板塊

                美洲板塊

                南極洲板塊

                環太平→洋板塊邊界的板塊活動最為活躍,故此地震作用和火山作用也最為頻密。

                板塊實際上就是巖石圈,包含了地殼以及一小部分的上部地函(地幔)。因此板塊沒有“大陸板塊”與“海洋板塊”的分法,只有依其成分←組成命名為“大陸性的板塊”與“海洋性的板塊”. 板塊運動方式

                板塊在軟流層之上運動,由地幔對流柱產生驅動力而運動。

                德國學者A·L·魏格納提出了大陸漂移說

                板塊之間有三種相對運動方式:聚合、張裂與保守(錯動)三種方式,所以板塊之邊界▼可分為張裂型板塊邊界●和聚合型板塊邊界和錯動型板塊邊界三種類型。聚合型板塊邊界是板塊相互擠壓的地區,在地貌上表現為海溝、火山島弧、褶皺山╲脈等。張裂型板塊邊界是板塊相互拉張的地區,在地貌上表現為裂谷、中洋脊等。錯動型板塊邊界(保守性板塊邊界)是兩個板塊互相摩擦的地區,轉換斷層發育,其運動方式類似地表的走向滑移斷層,面積無改變而稱之為保守性。 板塊的邊界類型

                離散∮型邊界

                大西洋地區板塊的運動

                除非洲和北美西部的幾個裂谷帶之外,現存的所有離散型邊界①幾乎全被海水淹沒,使得我們難以觀察這些區域的特征。板塊沿著洋中脊離散並相背運動,高溫的地幔物質從地幔深部上湧充填板塊運動留下的空隙,部分物質噴發到地表形成玄武巖,從◣而板塊的後緣出現新生的巖石圈。大洋中脊地形☆較高,因為組成它的物質溫度較高,而密度較低,所以洋脊峰部的熱流比洋脊兩側老洋殼的熱流高6倍。當古板塊破裂並漂移時,新板塊也同時形成,例如東非裂谷被認為是沿初期離散型板塊邊界形成的,以裂谷及火山活動為特,進一步發展成為紅海裂谷,幾乎使沙特阿拉伯完全從非洲分離出去。

                板塊碰撞示意圖

                離散型邊界以拉張作用╳為特征,張應力產生斷裂,地幔部分熔融產生的玄武質巖漿沿著這些裂隙侵入或噴出。這些巖漿冷卻之後成為板塊的一部分,地表面積的一半以上是由沿離散型邊界的火山作用產生的。

                匯聚型邊界

                匯聚型邊界兩側的板塊相向運動,是一個地質作用復√雜的地區,它以巖漿作用↘和構造變形變質作用為特征,又可以分成兩種基本類型:俯沖型邊界和碰撞型邊界。俯沖型邊界有一側的板塊俯沖到軟流圈,並受熱熔融並最終成為地♀幔的一部分,由於陸殼物質的密度較小,洋殼的密度較大,發生俯沖的板塊通常是大洋板塊,俯沖作用通常會形成海溝、島弧、弧後盆地的地貌組合,稱為溝—弧—盆體系;碰撞型邊界兩側通常都是大陸板塊,二者不會發生俯沖而進入地幔,最終發生地殼的變形縮短並“焊接”在一起,在板塊的結合★處形成一系列的山脈。

                轉換Ψ 型邊界

                轉換型邊界位於相鄰板塊相互錯動的地方,沿轉換斷層發育,在邊界處既沒有物質的增生,也沒有物質的消減。轉換型邊界的地震影響如圖所示,它們分隔了大洋洋脊。斷裂兩邊出現的地質體年齡略有差別。值得註意的是在斷裂帶附近,地殼減薄。

                板塊

                轉換斷層以不同的形式將匯聚板▃塊和離散型板塊邊界連接起來。在被錯斷的各段洋脊處,轉換斷層將兩個離散型板塊邊界連接起來,轉↓換斷層也可以將山脊與海溝或海溝與海溝連接起來。但不管轉換斷層以何種方式連接其它板塊邊界,轉換型邊界都與板塊相對運動的方向平行。 構造學說

                板塊構造學說是1968年法國地質學家勒皮雄與麥肯齊、摩根等人提出的一種新的大陸漂移說,它是海底擴張說的具體引伸。

                板塊構造,又叫全球大地構造。所謂板塊指的是巖石圈板〓塊,包括整個地殼和莫霍面以下的上地幔頂部,也就是說地殼和軟流圈以上的地幔頂部。新全球構造理論認為,不論大陸殼或大洋殼都曾發生並還在繼續發生大規模水平運動。但這種水平運動並不象大陸漂移說所設想的,發生在矽鋁層和矽鎂層之間,而是巖石圈板塊整個△地幔軟流層上像傳送帶那樣移動著,大陸只是傳送帶上的“乘客”。

                據physorg網站2007年11月21日報道,太陽系外發現的巨大類地行星被命名為“超級地球”。“超級地球”引發科學家們研究他們在哪些方面可能像【地球的濃厚興趣。最近,哈佛大學科學家們指出,這些類地行星也適用於地球板塊構造學說。

                板塊運動

                板塊構造學說是指構成地球固態外殼的巨大板塊的運動學說。板塊運動常導致地震、火山和其它大地質事件。從本質上來講,板塊決定了地球的地質歷史。地球是我們所知道的唯一一個適合板塊構造學說的行星。地球板塊運動被認為是生命進化的必要條件。

                然而,哈佛行星科學家黛安娜.巴倫西亞和她的同事在《天體物理學》雜誌上發表的一篇論文預測,“超級地球”(其質量是地球的一倍至十倍大)同樣也會通過板塊構造來提供維持生命的必要條件之一。

                該論文∩的作者巴倫西亞稱,“這些超級地球中的一些可能在他們的太陽系中也處於‘可居住區域’,這就是說他們離他們的母恒星的距離恰好合適,有液態水存在,因此會有生命。盡管最終只有這些行星的熱和化學進化能夠決定是否他們適合居住,但是這些熱和化學特性卻極其依賴於板塊構造學說。”

                通過全面模擬這些具有大片陸地的超級地球的內部結構,巴倫西亞和他的研究小組發現“超級地球”的質量與其板塊與板塊應力值∩之間的存在的聯系。這些應力值,部分是很慢的,慢慢地改變著地球的地幔。應力值是板塊變形和潛沒(一個板塊沈入另一個板塊的下面)的背後驅動力。因為這些“超級地球”質量比地球大,所以這股驅動力也要比地球大得多。

                研究小組發現隨著行星質量▅的增大,切變力就會增加,板塊厚度減小。這兩種因素削弱了板塊,使板塊減少,這是板塊構造學說中的關鍵部分。因此科學家們稱,“超級地球”很容易滿足板塊變形和潛沒所需要的條件。他們的研究結果顯示,板塊構造學說特別適用於更大質量的超級地球。

                巴倫西亞說,“我們的研究證明,‘超級地球’存在板塊構造運動,即使這些行星上①沒有水存在。”

                未來,我們可以使用美國宇航局的陸地行星探測者或歐洲航天局的達爾文項目來驗證這些結論。歐洲航天局達爾文項目將由三個天文望遠鏡組成,旨在於搜尋類地行星。 板塊

                勒皮雄在1968年將全球地殼劃分為六大板塊;太平洋板塊、亞歐板塊、非洲板塊、美洲板塊、印度洋板塊(包括澳洲)和南極板塊。其中除太平洋板塊幾乎全為海洋外,其余五個板塊既包括大陸又包括海洋。細分全球有八個主要板塊:

                六大板塊

                歐亞板塊

                歐亞板塊-北大西洋東半部、歐洲及亞洲 (印度除外);歐亞板塊-北大西洋東半部、歐洲及亞洲(印度除外)。

                非洲板塊

                非洲板塊-非洲、南大西洋東半部及印度洋西側;非洲板塊-非洲、南大西洋東半部及印度洋西側。

                印澳板塊

                印澳板塊-印度、澳洲、新西蘭及大部分的印度洋;印澳板塊-印度、澳洲、新西蘭及大部分的印度洋。

                太平洋板塊

                太平洋板塊-大部分的太平洋 (包含美國南加州海岸地區);太平洋板塊-大部分的太平洋(包含美國南加州海岸地區)。

                納斯卡板

                納斯卡板塊-緊臨南美洲的太平洋東側;納斯卡板塊-緊臨南美洲的太平洋東側。

                北美板塊

                北美板塊-北美洲、北大西洋西半部及格陵蘭;北美板塊-北美洲、北大西洋西半部及格陵蘭。

                南美板塊

                南美板塊-南美〓洲與南大西洋西半部;南美板塊-南美洲與南大西洋西半部。

                南極板塊

                南極板塊-南極洲與南大洋。南極板塊-南極洲與南大洋。

                此外還有至少二十個小板塊,如阿拉伯板塊、科克斯板塊及菲律賓海板塊等。在板塊邊界的地震發生異常頻繁,將震央—點出即可明顯看出板塊的邊界何在。

                板塊之間的邊界是大洋中脊或海嶺、深海溝、轉換斷層和地縫合線。這裏提到的海嶺,一般指大洋底的山嶺。在大西洋和印度洋中間有地震活動性海嶺,另名為中脊,由兩條平行脊峰和中間峽谷構成。太平洋也有地震性的海嶺,但不在大洋中間,而偏在東邊,它不甚崎嶇,沒有被中間峽谷分開的兩排脊峰,一般叫它為太平洋中隆。海嶺實際上是海底分裂產生新地殼的地帶。轉換斷層,是大洋中脊被許多橫斷層切成小段,它不是一種簡的平移斷層,而是一面向兩側分裂,一面發生水平錯動,是屬於另一種性質的斷層,威爾遜稱之為轉換斷層。兩大板塊相撞,接觸地帶擠壓變形,構成褶皺山脈,使原來分離的兩塊大陸縫合起來,叫地縫合線。一般說來,在板塊內部,地殼相對比較穩定,而板塊與板塊交界處,則是地殼比較活動的地帶,這裏火山、地震活動以及斷裂、擠壓褶皺、巖漿上升、地殼俯沖等頻繁發生。 板塊邊界

                兩個板塊之間的接觸帶。板塊邊界是構造活動帶,可分為3類。①離散型邊界,又稱生長邊界,兩個相互分離的板塊之間的邊界。見於洋中脊或洋隆,以淺源地震、火山活動、高熱流和引張作用為特征。洋中脊軸部是海底擴張的中心,由於地幔對流,地幔物質在此上湧,兩側板塊分離拉開。上湧的物質冷凝形成新的洋底巖石圈,添加到兩側板塊的後緣上(見地幔對流說)。②匯聚型邊界,又稱消亡邊界,兩個相互匯聚、消亡的板塊之間的邊界。相當於海溝或地縫合線。可分為兩個亞類:大洋板塊在海溝處俯沖潛沒於另一板塊之下,稱為俯沖邊界,現代俯沖邊界主要分布在太平洋周緣(見俯沖作用);大洋板塊俯沖殆盡,兩側大陸相遇匯合開始碰撞稱為碰撞邊界,歐亞板塊南緣的阿爾卑斯-喜馬拉雅帶是典型的板塊碰撞帶的實例(見大陸碰撞)。③守恒型邊界,兩個相互剪切滑動的板塊之間的邊界。相當於轉換斷層。地震、巖漿活動、變質作用、構造活動等主要發生在板塊邊界。板塊邊界的研究是板塊構造學的重要內容之一。

                板塊邊界為不穩定地帶,地震幾乎全部分布在板塊的邊界上,火山也特別多在→邊界附近,其它如張裂、巖漿上升、熱流增高、大規模的水平錯動等,也多發生在邊界線上,地殼俯沖更是碰撞邊界劃分的重要標誌之一;可見板塊邊界是地殼的極不穩定地帶 板塊運動

                全球所有板塊都在移動,板塊運動通常指一板塊相對於另一板塊的相對運動。即符合歐勒定律,就是巖石∑ 圈板塊作為統計均勻的剛體在球面(即地球地面)繞一個極點發生轉動(見轉動極),其運動軌跡為小圓。板塊構造學認為巖石※圈與軟流圈在物性上有明顯的差別。軟流圈相當於上地幔中的低速層,該層圈中地震橫波波速降低、介質質因素Q值亦明顯降低,但導電率卻顯著升高。這些都表明軟流圈物質可能較熱、較軟、較輕,具有一定的塑性,是上覆巖石圈板塊發生水平方向上的大規模運動的基本前提。

                引起板塊運動的▼機制是未解決的難題。一般認為板塊運動的驅動力來自地球內部,可能是地幔中的物質對流。新生的洋殼不斷離開洋中脊向兩側擴張,在海溝處大部分洋殼變冷而致密,沿板塊俯沖帶潛沒於地幔之中。

                隨著軟流層的運動,各個板塊也會發生相應的水平運動。據地質學家估計,大板塊每年可以移動1-6厘米距離。

                這個速度雖然很小,但經過億萬年後,地球的海陸面貌就會發生巨大的變化:當兩個板塊逐漸分離時,在分離處即可出現新的凹地和海洋;大西洋和東非大裂谷 就是在兩塊大板塊發生分離時形成的。當兩個大板塊相互靠攏並發生碰撞時,就會在碰撞合攏的地方擠壓出高大險峻的山脈。位於我國西南邊疆的喜馬拉雅山,就是三千多萬年前由南面的印度板塊和北面的亞歐板塊發生碰撞擠壓而形成的。有時還會出現另一種情況:當兩個堅硬的板塊發生碰撞時,接觸部分的巖層還沒來得及發生彎曲變形,其中有一個板塊已經深深地插入另一個板塊的底部。由於碰撞的力量很大,插入部位很深,以至把原來板塊上的老巖層一直帶到高溫地幔中,最後被熔化了。而在板塊向地殼深處插入的部位,即形成了很深的海溝。西太平洋海底的一些大海溝就是這樣形成的。

                根據板塊學說,大洋也有生有滅,它可以從無到有,從小到大;也可以從大到小,從小到無。大洋的發展可分為胚胎期(如東非大裂谷)、幼年期(如紅海和亞丁灣)、成年期(如目前的大西洋)、衰退期(如太平洋)與終了期(如地中海)。大洋的發展與大陸的分合是相輔相成的。在前寒武紀時,地球上存在一塊泛大陸。以後經過分合過程,到中生代早期,泛大陸再次分裂為南北兩大古陸,北為勞亞古陸,南為岡瓦那古陸。到三叠紀末,這兩個古陸進一步分離、漂移,相【距越來越遠,其間由最初一個狹窄的海峽,逐漸發展成現代的印度洋、大西洋等巨大的海洋。到新生代,由於印度已北漂到亞歐大陸的南緣,兩者發生碰撞,青藏高原隆起,造成宏大的喜馬拉雅山系,古地中海東部完全消失;非洲繼續向北推進,古地中海西部逐■漸縮小到現在的規模;歐洲南部被擠壓成阿爾卑斯山系,南、北美洲在向西漂移過程中,它們的前緣受到太平洋地殼↑的擠壓,隆起為科迪勒拉—安第斯山系,同時兩個美洲在巴拿馬地峽處復又相接;澳大利亞大陸脫離南極洲,向東北漂移到現在的位置。於是海陸的基本輪廓發展成現在的規模。

                什麽力量驅使板塊進行運動呢?

                按照赫斯的海底擴張說來解釋,認為大洋中脊是地幔對流上升的地方,地幔物質不〗斷從這裏湧出,冷卻固結成新的大洋地殼,以後湧出的熱流又把先前形成的大洋殼向外推移,自中脊向兩旁每年以0.5~5厘米的速度擴展,不斷為大洋殼增添新的條帶。因此,洋底巖石的年齡是離中脊愈遠而愈古老。當移動的大洋殼遇到大陸殼時,就俯沖鉆入地幔之中,在俯沖地帶,由於拖曳作用形成深海溝。大洋殼被擠壓彎曲超過一定限度就會發生一次斷裂,產生一△次地震,最後大洋殼被擠到700公裏以下,為處於高溫溶融狀態的地幔物質所吸收同化。向上仰沖的大陸殼邊緣,被擠壓隆起成島弧或山脈,它們一般與海溝伴生。現在太平洋周圍分布的島嶼、海溝、大陸邊緣山脈和火山、地震就是這樣形成的。所以,海洋地殼是由大洋中脊處誕生,到海溝島弧帶消失,這樣不斷更新,大約2~3億年就全部更新一次。因此,海底巖石都很年輕,一般不超過二億年,平均厚約5~6公裏,主要由玄武巖一類物質組成。而大陸殼已發現有37億年以前的巖石,平均厚約35公裏,最厚可達70公裏以上。除沈積巖外,主要由花崗巖類物質組成。地幔物質的對流上升也在大陸深處進行著,在上升流湧出的地方,大陸殼將發生破裂。如長達6,000多公裏的東非大裂谷,就是地幔物質對流促使非洲大陸開始張裂的表現。 假如運動停止

                地球的大陸一直在以肉眼觀察不到的速度緩慢移動,運動的動力來源就是地球內部的地幔對流。地幔在地下的緩慢移動,帶動了地表處的巖石也一起運動,每年移動的速度只有幾厘米,但是經過幾百萬年、幾千萬年的運動,就會使大陸漂移到數千千米的遠方。這就是板塊運動學說所描述的板塊運動過程。

                板塊運動對地球的影響是深刻的,它改變了整個地球的地形,讓一些地方高聳入雲,讓另一些地方深不見底。板塊運動還導致了地球物質的循環。例如,植物消耗大氣中的二氧化碳,利用光合作用產生氧氣,動物以植物為食。二氧化碳還加強了地球大氣的溫室效應,把地球變成了一個溫ぷ暖的行星。其實,大氣中所含的二氧化碳或者溶解在海水中,或者以碳酸鈣的形式固定在地球的巖石中。巖石受到雨水的沖刷後,一部分物質進入海洋,沈積在海底。這部分沈積巖會隨著板塊運動,在海溝位置插入地球內部,最終再通過火山噴發,變成氣體返回到大氣中。除了二氧化碳外,地球上還有一些物質以這種方式在地球的表面和內部之間循環。

                但是,假如板塊運動停止了,地球會變成什麽樣呢?沒有了板塊運動,地球上的火山活動、地震以及造山運動幾乎不會發生。這樣,地球原本凹凸不平的地形會因為上億年的風吹雨←打,將變成沒有任何起伏的大平原。地球表面環境的雷同使生物界發生根本性的變化,不會有高山物種存在,也不會有深海生物繁衍》,只有平原上的生物,以及一些適應淺水環境的生物生活在地球上。不論在地球的什麽地方,物種都是千篇一律的組合。多樣性的喪失令生物界變得很乏味。

                地球上的氣候也將發生根本性地改變。沒有氣體二氧化碳通過火山口噴出,大氣中的二氧化碳依然會以碳酸■鈣的形式固化◢,導致溫室效應減弱,地球變得越來越寒冷。

                還有更危險的事情發生。根據現在地球磁場產生的理論,如果沒有了地幔對流,地球磁場也將不再存在。這樣,原本被地球磁場屏蔽的宇宙射線將穿透大氣層,到達地球表面,引起生物界的災難,導致生物大滅絕。當然,也許會有生物在宇宙射線的照射下頑強地活了下〗來,成為更具生命力的物種,但是這樣的物種肯定不是現在生物界的生物。

                板塊運動是否可能會停止呢?地球內部的熱量主要來自兩個方面,一個是地球形成時的殘余熱量,另一個是地球內部放射性元素衰變的熱量。地核的熱量緩慢地向外傳導,穿過地幔和地殼,令地球維持目前的溫度。顯然,地核正♂在慢慢冷卻,只是這個過程比較漫長。地球內部的放射性元素來自它形成時積聚的塵埃元素,因此元素的量也是有限的。當放射性元素消耗殆盡的時候,這個地下熱源就沒有了。

                因此,隨著地核的逐漸冷卻,以及放射性元素全部衰變掉後,地球的內部將逐漸冷卻,驅動地幔產生對流的熱源將不再存在,那麽地幔對流也就停止了。沒有了地幔對流,地表的板塊缺◎少動力來源,也就『停止了運動。如果數據顯示,在地球壽終正寢之前板塊運動就將停止,也許人類要考慮提前搬家到其他星球了。

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