Роль верхнемантийной конвекции

Механизмы движения плит

О значении механизмов движения плит свидетельствует, в частности, факт, что гипотеза Вегенера была отвергнута, так как в ней не было механизма движений континентов.

В тектонике плит рассматриваются три механизма:

1) верхнемантийная тепловая конвекция;

2) расклинивание литосферы в рифтовых зонах поступающим снизу веществом астеносферы и сползание литосферных плит с астеносферного выступа;

3) затягивание литосферы в мантию в зонах субдукции из-за увеличения ее плотности при фазовых переходах.

Эти факторы могут действовать совместно, одна причина не исключает другие.

Механизм взаимодействия каждой плиты с соседними зависит от размеров и формы плит, границ между ними.

Перечисленные механизмы действуют на разные части литосферы. Конвекция в мантии является самым общим. Пока точно не сформулированы условия, при которых верхний пограничный слой конвективной ячейки сцеплен с литосферой и тащит ее, а при каких течение в мантии происходит под жесткой неподвижной покрышкой.

Проблема механизма движений плит сложная.

Число плит не очень велико, и все они различаются по основным характеристикам:

− скорости конвективных течений в мантии под плитой;

− скорости погружения плиты в зоне субдукции (сближения плит в зонах Беньоффа);

− протяженности зон спрединга или субдукции относительно периметра плиты;

− относительной части площади плиты, занятой континентами;

− углом наклона погружающейся плиты, его изменением по глубине; максимальной глубине очагов в зонах субдукции;

− механизму очагов землетрясений в плите на разных глубинах, особенно глубокофокусных.

Сила вязкого сцепления литосферы с мантией может быть активным фактором, когда скорость конвекции больше скорости перемещения, либо тормозящим в обратном случае, когда причиной движения плиты является субдукционное затягивание.

Важна роль континентальных утолщений литосферы: они способствуют движению плиты под действием конвекции, но тормозят движение в иных случаях. Разрешить альтернативу можно сравнением скорости движений плит (по данным GPS) с оценками скоростей конвекции в геодинамических моделях.

Жесткость литосферы и текучесть астеносферы – упрощение. Граница между ними не резкая. В литосфере вязкость выше, но течение возможно. Его скорость при одном уровне касательных напряжений меньше, чем в астеносфере. При одинаковой скорости течения в литосфере поддерживаются более высокие скалывающие напряжения.

Дата добавления: 2014-01-20