Что такое океаническая плита и каковы её характеристики?
Океанические плиты являются основной составляющей литосферы Земли (самого жесткого внешнего слоя Земли), расположенной на дне океана. Сама литосфера разделена на несколько больших и малых «плит», которые непрерывно медленно движутся над нижележащим, более пластичным слоем — астеносферой. Движение этих плит является основной движущей силой различных важных геологических явлений, таких как землетрясения, вулканическая активность, образование гор и формирование океанических желобов. Понимание океанических плит означает понимание того, как формируется, изменяется и взаимодействует морское дно с континентальными плитами и другими океаническими плитами.
Определение океанических плит
Проще говоря, океаническая плита — это тектоническая плита, состоящая преимущественно из океанической коры и жесткой верхней мантии. Эта плита образует дно океана и покрывает огромную территорию. Океаническая кора, образующая верхний слой океанической плиты, состоит в основном из базальтовых пород — типа магматических пород, богатых магматическим и железом и относительно более плотных, чем породы, составляющие континентальную кору.
Движение океанических плит обусловлено конвекционными течениями в мантии, а также силами притяжения и отталкивания, связанными с тектоническими процессами, такими как спрединг морского дна в срединно-океанических хребтах и субдукция плит в зонах траншей. Хотя их движение очень медленное в масштабах, понятных человеку (около нескольких сантиметров в год), их влияние на облик планеты на протяжении миллионов лет огромно.
Процесс формирования океанических плит
Океанические плиты образуются преимущественно в срединно-океанических хребтах — цепях подводных гор, простирающихся на тысячи километров. В этих зонах две тектонические плиты расходятся (образуется дивергентная граница). По мере расхождения плит материал из мантии поднимается к поверхности из-за пониженного давления, где он подвергается частичному плавлению, образуя базальтовую магму. Эта магма поднимается через трещины, затвердевает и становится новой океанической корой.
Этот процесс формирования продолжается, поэтому самая молодая океаническая кора расположена вблизи срединно-океанических хребтов, а более старая кора находится дальше от зоны спрединга. Поскольку океаническая кора в конечном итоге «перерабатывается» в процессе субдукции, она, как правило, намного моложе континентальной коры.
Основные характеристики океанических плит
Ниже перечислены важные характеристики, отличающие океанические плиты от континентальных, а также объясняющие их геологическое поведение.
1. Состав базальтовых и габбровых пород
В океанической коре преобладают базальт (на поверхности) и габбро (в более глубоких слоях). Базальт образуется в результате быстрого охлаждения магмы вблизи или на поверхности морского дна, тогда как габбро образуется в результате более медленного охлаждения под поверхностью. Этот состав богат такими минералами, как пироксен и плагиоклаз, и, как правило, имеет более низкое содержание кремнезема, чем гранит в континентальной коре.
Именно этот базальтовый состав придает океанической коре ее относительно высокую плотность. Эта плотность играет важную роль в процессе субдукции: океанические плиты погружаются в мантию легче, чем континентальные.
2. Тоньше континентальных плит.
Средняя толщина океанической коры составляет около 5–10 километров, что значительно меньше толщины континентальной коры, которая может достигать 30–70 километров (особенно под крупными горами). Из-за меньшей толщины структура океанического дна кажется относительно однородной по сравнению с материками различной высоты, такими как равнины, плато и горы.
Однако важно помнить, что «плиты» — это не только земная кора, но и жесткая верхняя мантия. Тем не менее, для общего сравнения, океаническая кора действительно тоньше континентальной.
3. Более плотный и, как правило, острый.
Базальтовая океаническая кора плотнее гранитной континентальной коры. Со временем океанические плиты также остывают по мере удаления от срединно-океанических хребтов. Это охлаждение увеличивает их плотность и делает их тяжелее, что делает их более восприимчивыми к субдукции при столкновении с другими плитами на конвергентных границах.
Именно поэтому во многих местах океанические плиты погружаются под континентальные плиты (океаническо-континентальная субдукция) или даже под другие океанические плиты (океаническо-океаническая субдукция). Эти зоны субдукции образуют очень глубокие океанические желоба и часто являются источником сильных землетрясений.
4. Относительно молодой возраст и переработанный
Одна из самых интригующих особенностей океанических плит — их относительная молодость. Возраст океанической коры обычно составляет менее 200 миллионов лет. Это резко контрастирует с континентальной корой, возраст которой может достигать миллиардов лет. Почему так? Потому что океаническая кора непрерывно образуется в срединно-океанических хребтах и разрушается в результате субдукции — подобно гигантскому «конвейеру», непрерывно производящему и перерабатывающему океаническое дно.
Этот процесс переработки имеет решающее значение для химической и термической динамики Земли, включая обмен веществом между поверхностью и мантией. Осадочные материалы, вода и минералы, переносимые плитами во время субдукции, могут влиять на образование магмы и вулканическую активность.
5. Имеет характерную топографическую структуру: хребты и впадины.
Океанические плиты формируют характерные подводные ландшафты, в том числе:
– Срединно-океанический хребет: вытянутая возвышенность, где образуется новая земная кора.
– Абиссальная равнина: большая, относительно плоская область на дне океана, часто покрытая мелкими отложениями.
– Океаническая впадина: очень глубокая долина, образующаяся в зоне субдукции.
– Подводные горы и вулканические острова: часто образуются над горячими точками или в результате вулканической активности на границах тектонических плит.
Этот рельеф является «следом» текущих и прошлых тектонических процессов.
6. Тесно связан с землетрясениями и вулканами.
Океанические плиты часто являются центрами сейсмической и вулканической активности, особенно в зонах субдукции. Когда одна океаническая плита погружается под другую, трение и блокировка на границе плит могут вызывать мощные землетрясения. Если землетрясение происходит под океаном и внезапно вытесняет воду, оно может спровоцировать цунами.
Кроме того, зоны субдукции производят магму, поскольку субдуцирующая плита переносит воду и летучие минералы, понижая температуру плавления вышележащей мантии. Образовавшаяся магма может подниматься и формировать цепь вулканов, либо в виде островных дуг, таких как в Японии и восточной Индонезии, либо в виде вулканических дуг вдоль континентальных окраин, например, в Южной Америке.
Примеры океанических плит на Земле
К числу тектонических плит, преимущественно океанических, относятся:
– Тихоокеанская плита: крупнейшая океаническая плита, окруженная зонами субдукции, образующими «Тихоокеанское огненное кольцо».
– Плита Наска: субдукция под Южноамериканскую плиту с образованием Анд и интенсивной вулканической активностью.
– Кокосовая плита: играет роль в землетрясениях и вулканической активности в Центральной Америке.
– Филиппинская морская плита: оказывает влияние на сложную тектонику вокруг Филиппин, Японии и Тайваня.
Между тем, существуют также смешанные плиты (содержащие континентальные и океанические части), такие как Индо-Австралийская плита и Евразийская плита.
обложка
Океанические плиты — это динамичные участки литосферы Земли, образующие дно океана и изменяющиеся с течением времени. Их характеристики — базальтовый состав, относительно небольшая толщина, высокая плотность, молодость и склонность к субдукции — делают их решающими для формирования океанических желобов, возникновения вулканических дуг и крупных землетрясений. Понимание океанических плит позволяет нам узнать не только о структуре морского дна, но и о ключевых механизмах, которые формируют и изменяют облик Земли на протяжении всей её геологической истории.
