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板塊
板塊構(gòu)造學(xué)說所提出來的概念
基本信息
| 中文名 | 板塊 |
| 外文名 | Plate |
| 拼音 | bǎn kuài |
| 別名 | 板塊構(gòu)造假說、板塊構(gòu)造學(xué)說 |
板塊構(gòu)造論
板塊
詳細(xì)情況
分布
板塊
環(huán)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(shí)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(yùn)動
堅(jiān)硬的地殼并不是“鐵板一塊”，位于地表以下70-100公里厚的巖石層也不像蛋殼那樣完整。無論是在大洋底下或大陸底下的巖層，原來都是由一塊塊大板塊構(gòu)成的。在這些大板塊之間不是大洋中脊的裂口，就是幾千米深的海溝或者是巨大的斷層。
全球所有板塊都在移動，板塊運(yùn)動通常指一板塊相對于另一板塊的相對運(yùn)動。即符合歐勒定律，就是巖石圈板塊作為統(tǒng)計(jì)均勻的剛體在球面（即地球地面）繞一個(gè)極點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)動（見轉(zhuǎn)動極），其運(yùn)動軌跡為小圓。板塊構(gòu)造學(xué)認(rèn)為巖石圈與軟流圈在物性上有明顯的差別。軟流圈相當(dāng)于上地幔中的低速層，該層圈中地震橫波波速降低、介質(zhì)品質(zhì)因素Q值亦明顯降低，但導(dǎo)電率卻顯著升高。這些都表明軟流圈物質(zhì)可能較熱、較軟、較輕，具有一定的塑性，是上覆巖石圈板塊發(fā)生水平方向上的大規(guī)模運(yùn)動的基本前提。
引起板塊運(yùn)動的機(jī)制是未解決的難題。一般認(rèn)為板塊運(yùn)動的驅(qū)動力來自地球內(nèi)部，可能是地幔中的物質(zhì)對流。新生的洋殼不斷離開洋中脊向兩側(cè)擴(kuò)張，在海溝處大部分洋殼變冷而致密，沿板塊俯沖帶潛沒于地幔之中。
這個(gè)速度雖然很小，但經(jīng)過億萬年后，地球的海陸面貌就會發(fā)生巨大的變化：當(dāng)兩個(gè)板塊逐漸分離時(shí)，在分離處即可出現(xiàn)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(fā)生分離時(shí)形成的。當(dāng)兩個(gè)大板塊相互靠攏并發(fā)生碰撞時(shí)，就會在碰撞合攏的地方擠壓出高大險(xiǎn)峻的山脈。位于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(fā)生碰撞擠壓而形成的。有時(shí)還會出現(xiàn)另一種情況：當(dāng)兩個(gè)堅(jiān)硬的板塊發(fā)生碰撞時(shí)，接觸部分的巖層還沒來得及發(fā)生彎曲變形，其中有一個(gè)板塊已經(jīng)深深地插入另一個(gè)板塊的底部。由于碰撞的力量很大，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，最后被熔化了。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(jù)板塊學(xué)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，在前寒武紀(jì)時(shí)，地球上存在一塊泛大陸。以后經(jīng)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。到三迭紀(jì)末，這兩個(gè)古陸進(jìn)一步分離、漂移，相距越來越遠(yuǎn)，其間由最初一個(gè)狹窄的海峽，逐漸發(fā)展成現(xiàn)代的印度洋、大西洋等巨大的海洋。到新生代，由于印度已北漂到亞歐大陸的南緣，兩者發(fā)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；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(shí)兩個(gè)美洲在巴拿馬地峽處復(fù)又相接；澳大利亞大陸脫離南極洲。
什么力量驅(qū)使板塊進(jìn)行運(yùn)動呢？
按照赫斯的海底擴(kuò)張說來解釋，認(rèn)為大洋中脊是地幔對流上升的地方，地幔物質(zhì)不斷從這里涌出，冷卻固結(jié)成新的大洋地殼，以后涌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(kuò)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(yuǎn)而愈古老。當(dāng)移動的大洋殼遇到大陸殼時(shí)，就俯沖鉆入地幔之中，在俯沖地帶，由于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(fā)生一次斷裂，產(chǎn)生一次地震，最后大洋殼被擠到700公里以下，為處于高溫溶融狀態(tài)的地幔物質(zhì)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，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公里，主要由玄武巖一類物質(zhì)組成。而大陸殼已發(fā)現(xiàn)有37億年以前的巖石，平均厚約35公里，最厚可達(dá)70公里以上。除沉積巖外，主要由花崗巖類物質(zhì)組成。地幔物質(zhì)的對流上升也在大陸深處進(jìn)行著，在上升流涌出的地方，大陸殼將發(fā)生破裂。如長達(dá)6，000多公里的東非大裂谷，就是地幔物質(zhì)對流促使非洲大陸開始張裂的表現(xiàn)。
運(yùn)動方式
德國學(xué)者A·L·魏格納提出了大陸漂移說
運(yùn)動停止后果
地球的大陸一直在以肉眼觀察不到的速度緩慢移動，運(yùn)動的動力來源就是地球內(nèi)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(yùn)動，每年移動的速度只有幾厘米，但是經(jīng)過幾百萬年、幾千萬年的運(yùn)動，就會使大陸漂移到數(shù)千千米的遠(yuǎn)方。這就是板塊運(yùn)動學(xué)說所描述的板塊運(yùn)動過程。
板塊運(yùn)動對地球的影響是深刻的，它改變了整個(gè)地球的地形，讓一些地方高聳入云，讓另一些地方深不見底。板塊運(yùn)動還導(dǎo)致了地球物質(zhì)的循環(huán)。例如，植物消耗大氣中的二氧化碳，利用光合作用產(chǎn)生氧氣，動物以植物為食。二氧化碳還加強(qiáng)了地球大氣的溫室效應(yīng)，把地球變成了一個(gè)溫暖的行星。其實(shí)，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后，一部分物質(zhì)進(jìn)入海洋，沉積在海底。這部分沉積巖會隨著板塊運(yùn)動，在海溝位置插入地球內(nèi)部，最終再通過火山噴發(fā)，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(zhì)以這種方式在地球的表面和內(nèi)部之間循環(huán)。
但是，假如板塊運(yùn)動停止了，地球會變成什么樣呢？沒有了板塊運(yùn)動，地球上的火山活動、地震以及造山運(yùn)動幾乎不會發(fā)生。這樣，地球原本凹凸不平的地形會因?yàn)樯蟽|年的風(fēng)吹雨打，將變成沒有任何起伏的大平原。地球表面環(huán)境的雷同使生物界發(fā)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(yīng)淺水環(huán)境的生物生活在地球上。不論在地球的什么地方，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(fā)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(dǎo)致溫室效應(yīng)減弱，地球變得越來越寒冷。
還有更危險(xiǎn)的事情發(fā)生。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(dá)地球表面，引起生物界的災(zāi)難，導(dǎo)致生物大滅絕。當(dāng)然，也許會有生物在宇宙射線的照射下頑強(qiáng)地活了下來，成為更具生命力的物種。
板塊運(yùn)動是否可能會停止呢？地球內(nèi)部的熱量主要來自兩個(gè)方面，一個(gè)是地球形成時(shí)的殘余熱量，另一個(gè)是地球內(nèi)部放射性元素衰變的熱量。地核的熱量緩慢地向外傳導(dǎo)，穿過地幔和地殼，地核正在慢慢冷卻，只是這個(gè)過程比較漫長。地球內(nèi)部的放射性元素來自它形成時(shí)積聚的塵埃元素，因此元素的量也是有限的。當(dāng)放射性元素消耗殆盡的時(shí)候，這個(gè)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后，地球的內(nèi)部將逐漸冷卻，驅(qū)動地幔產(chǎn)生對流的熱源將不再存在，那么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(yùn)動。如果數(shù)據(jù)顯示，在地球壽終正寢之前板塊運(yùn)動就將停止，也許人類要考慮提前搬家到其他星球了。
板塊邊界
六大板塊
板塊邊界為不穩(wěn)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(guī)模的水平錯(cuò)動等，也多發(fā)生在邊界線上，地殼俯沖更是碰撞邊界劃分的重要標(biāo)志之一；可見板塊邊界是地殼的極不穩(wěn)定地帶
離散型
大西洋地區(qū)板塊的運(yùn)動
板塊碰撞示意圖
除非洲和北美西部的幾個(gè)裂谷帶之外，現(xiàn)存的所有離散型邊界幾乎全被海水淹沒，使得我們難以觀察這些區(qū)域的特征。板塊沿著洋中脊離散并相背運(yùn)動，高溫的地幔物質(zhì)從地幔深部上涌充填板塊運(yùn)動留下的空隙，部分物質(zhì)噴發(fā)到地表形成玄武巖，從而板塊的后緣出現(xiàn)新生的巖石圈。大洋中脊地形較高，因?yàn)榻M成它的物質(zhì)溫度較高，而密度較低，所以洋脊峰部的熱流比洋脊兩側(cè)老洋殼的熱流高6倍。當(dāng)古板塊破裂并漂移時(shí)，新板塊也同時(shí)形成，例如東非裂谷被認(rèn)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點(diǎn)，進(jìn)一步發(fā)展成為紅海裂谷，幾乎使沙特阿拉伯完全從非洲分離出去。離散型邊界以拉張作用為特征，張應(yīng)力產(chǎn)生斷裂，地幔部分熔融產(chǎn)生的玄武質(zhì)巖漿沿著這些裂隙侵入或噴出。這些巖漿冷卻之后成為板塊的一部分，地表面積的一半以上是由沿離散型邊界的火山作用產(chǎn)生的。
匯聚型
匯聚型邊界兩側(cè)的板塊相向運(yùn)動，是一個(gè)地質(zhì)作用復(fù)雜的地區(qū)，它以巖漿作用和構(gòu)造變形變質(zhì)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(cè)的板塊俯沖到軟流圈，并受熱熔融并最終成為地幔的一部分，由于陸殼物質(zhì)的密度較小，洋殼的密度較大，發(fā)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、弧后盆地的地貌組合，稱為溝—弧—盆體系；碰撞型邊界兩側(cè)通常都是大陸板塊，二者不會發(fā)生俯沖而進(jìn)入地幔，最終發(fā)生地殼的變形縮短并“焊接”在一起，在板塊的結(jié)合處形成一系列的山脈。
轉(zhuǎn)換型
板塊
構(gòu)造學(xué)說
要點(diǎn)
板塊構(gòu)造，又叫全球大地構(gòu)造。所謂板塊指的是巖石圈板塊，包括整個(gè)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(gòu)造理論認(rèn)為，不論大陸殼或大洋殼都曾發(fā)生并還在繼續(xù)發(fā)生大規(guī)模水平運(yùn)動。但這種水平運(yùn)動并不象大陸漂移說所設(shè)想的，發(fā)生在硅鋁層和硅鎂層之間，而是巖石圈板塊整個(gè)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”。
板塊
主要板塊
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(gè)板塊既包括大陸又包括海洋。細(xì)分全球有八個(gè)主要板塊：
歐亞板塊
非洲板塊
非洲板塊－非洲、南大西洋東半部及印度洋西側(cè)。
印澳板塊
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(qū))。
納斯卡板塊
北美板塊
南美板塊
南美板塊－南美洲與南大西洋西半部。
南極板塊
此外還有至少二十個(gè)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(fā)生異常頻繁，將震央—點(diǎn)出即可明顯看出板塊的邊界何在。
板塊運(yùn)動
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作者
