Ce fapte dovedesc mișcarea plăcilor litosferice. Colectarea sarcinilor pentru pregătirea examenului
Pentru o lungă perioadă de timp în geologie, judecata dominantă despre constanța poziției oceanelor și continentelor. Se credea că s-au format în antichitate și de atunci și-au menținut poziția pe planetă. Geologii erau siguri că litosfera, adică scoarța terestră, se mișcă doar pe verticală, schimbând astfel înălțimea continentelor și nivelul oceanului.
ÎN sfârșitul XIX secole, unii oameni de știință au început să presupună că continentele moderne din trecut erau un singur continent. La acea vreme, această teorie nu avea nicio dovadă și oamenilor le era greu să-și imagineze derivarea unor suprafețe uriașe de pământ pe suprafața Pământului.
La începutul secolului al XX-lea, teoria derivei plăcilor litosferice a devenit foarte populară. Esența ideii este că întreaga coajă solidă a Pământului este împărțită în blocuri. Se mișcă constant câțiva centimetri pe an. Aceste zone se numesc plăci litosferice. Există trei tipuri de derivare a plăcilor: forfecare, convergență și divergență.
Autorul acestei idei a fost geofizicianul german Alfred Wagener. Ideea unei posibile mișcări de continente i-a venit atunci când a observat similitudinea țărmurilor Americii și Africii. Cercetările din domeniul paleontologiei au indicat, de asemenea, prezența în trecutul profund a posibilității mișcării terestre între Brazilia și Africa. Wagener și susținătorii săi au început să caute dovezi ale teoriei plăcilor litosferice.
Prima dovadă a teoriei a fost identitatea coastelor continentelor. Asemănarea dintre Africa și America de Sud este mai pronunțată, contururile sunt mai puțin vizibile. Oceanul Indian... Wagener a sugerat că în cele mai vechi timpuri exista un singur continent uriaș - Pangea.
Teoria derivei plăcilor este confirmată și de unitatea florei și faunei. Animalele antice de pe uscat și de apă dulce nu au putut călători pe distanțe mari. Flora nu s-ar putea așeza pe continente dacă ar fi situate la aceeași distanță mare ca în prezent.
O altă dovadă a derivei continentale pe suprafața Pământului a fost descoperirea urmelor unei glaciații foarte mari care a avut loc acum aproximativ trei sute de milioane de ani. Urmele ghețarului se găsesc în America de Sud, Africa de Sud, India. Având în vedere poziția actuală a continentelor, este dificil să ne imaginăm că astfel de zone îndepărtate au fost înghețate aproape simultan. Mai mult, acum se află în latitudini ecuatoriale.
Alături de adepții teoriei, au existat și adversarii ei. Începutul îndoielilor în logica ideii mișcării plăcilor litosferice a fost pus de geofizicieni. Wagener și susținătorii săi nu au putut niciodată să explice ce forțe mișcă continentele de-a lungul suprafeței Pământului. Geofizicienii au respins presupunerea că plăcile litosferice se mișcă sub influența inerției cauzate de rotația planetei. Această forță nu este suficientă pentru a depăși rezistența magmatică.
Teoria a fost confirmată în mod neașteptat în domeniul cercetării paleomagnetice. Din anii cincizeci ai secolului XX, a început un studiu activ al fundului oceanului. Oamenii de știință au stabilit că materialul mantalei topite se ridică prin fisuri în creasta oceanului mijlociu. În timp, acest proces mărește zona oceanului. Substanța scursă este magnetizată în timpul solidificării, menținând această stare timp de milioane de ani. Studiind polaritatea acestor părți ale oceanului, oamenii de știință au realizat că pe parcursul întregii existențe a planetei, polii ei și-au schimbat poziția. Având în vedere magnetizarea remanentă a continentelor, oamenii de știință au observat că o singură direcție a polilor antici poate fi realizată numai dacă toate continentele moderne sunt combinate într-un singur întreg.
Descoperirea magnetizării primare pietre a contribuit la reînvierea și confirmarea finală a teoriei derivei plăcilor litosferice.
Dragi cititori! Dacă alegeți examenul de stat unificat ca examen final sau de admitere în biologie, atunci trebuie să cunoașteți și să înțelegeți cerințele pentru promovarea acestui examen, natura întrebărilor și sarcinilor întâlnite în lucrările de examen. Pentru a ajuta solicitanții, editura EKSMO va publica cartea „Biologie. Colectarea sarcinilor pentru pregătirea examenului ”. Această carte este un manual de instruire, motiv pentru care materialul inclus în ea depășește nivelul cerințelor școlare. Cu toate acestea, pentru acei liceeni care decid să intre mai sus unități de învățământ la facultățile în care se ia biologia, această abordare va fi utilă.
În ziarul nostru, publicăm doar sarcinile din partea C pentru fiecare secțiune. Au fost complet actualizate atât în ceea ce privește conținutul, cât și structura prezentării. Deoarece acest ghid este axat pe examene 2009/2010 an scolar, apoi am decis să oferim opțiuni pentru sarcinile părții C într-un volum mult mai mare decât în anii precedenți.
Vi se oferă opțiuni aproximative pentru întrebări și sarcini de diferite niveluri de dificultate, cu un număr diferit de elemente pentru răspunsul corect. Acest lucru se face pentru a vă asigura că aveți suficient mare alegere posibile răspunsuri corecte la o anumită întrebare. În plus, întrebările și sarcinile din partea C sunt structurate după cum urmează: sunt date o întrebare și elemente ale răspunsului corect la aceasta, iar apoi sunt oferite opțiuni pentru această întrebare pentru o reflecție independentă. Răspunsurile la aceste opțiuni ar trebui să le obțineți chiar dvs., aplicând atât cunoștințele acumulate în timpul studiului materialului, cât și cunoștințele acumulate la citirea răspunsurilor la întrebarea principală. La toate întrebările trebuie să se răspundă în scris.
O parte semnificativă a sarcinilor din partea C sunt sarcinile din imagini. Similar cu acestea au fost deja în lucrările de examinare din 2008. În acest manual, setul lor este oarecum extins.
Sperăm că acest ghid de studiu va ajuta elevii de liceu nu numai să se pregătească pentru examene, ci și să ofere o oportunitate celor care doresc să învețe elementele de bază ale biologiei în restul de doi ani de studiu în clasele 10-11.
Biologie generală (partea C)
Sarcinile acestei părți sunt împărțite în secțiuni: citologie, genetică, teoria evoluției, ecologie. Fiecare secțiune oferă sarcini pentru toți nivelurile examenului... O astfel de construcție a părții biologice generale a manualului vă va permite să vă pregătiți mai complet și sistematic pentru examen, deoarece Partea C include, în formă rezumativă, practic tot materialul din părțile A și B.
Alocări grup C1 (nivel avansat)
Toate sarcinile grupului C trebuie să primească răspunsuri scrise cu explicații.
Întrebări despre citologie
Răspunsul la această întrebare ar trebui să fie scurt, dar precis. Elementele esențiale ale acestei întrebări sunt cuvintele - „niveluri de organizare” și „bază științifică”. Nivelul de organizare este modul și forma de existență a sistemelor vii. De exemplu, nivelul celular de organizare include celule. Prin urmare, este necesar să aflăm ce este comun, ceea ce a făcut posibilă evidențierea nivelurilor de organizare. Un astfel de general este organizarea sistematică a corpurilor vii și complicația lor treptată (ierarhie).
Elemente ale răspunsului corect
Temeiurile științifice pentru împărțirea sistemelor de viață în niveluri sunt următoarele prevederi.
1. Sistemele vii devin mai complexe pe măsură ce se dezvoltă: celulă - țesut - organism - populație - specie etc.
2. Fiecare sistem de viață mai organizat include sisteme anterioare. Țesuturile sunt formate din celule, organele sunt făcute din țesuturi, un organism este format din organe etc.
Răspundeți singur la următoarele întrebări
Ce proprietăți au în comun toate nivelurile organizării vieții?
Ce este comun și diferit între celular și nivelurile populației viaţă?
Dovediți asta nivel celular toate proprietățile sistemelor vii se manifestă.
Elemente ale răspunsului corect
1. Modelul poate fi aplicat influențelor care nu sunt aplicabile corpurilor vii.
2. Modelarea vă permite să modificați orice caracteristici ale obiectului.
Răspundeți singur
Cum ați explica I.P. Pavlova „Observația colectează ceea ce îi oferă natura, dar experiența ia de la natură ceea ce își dorește”?
Dați două exemple de utilizare a metodei experimentale în citologie.
Ce metode de cercetare pot fi utilizate pentru a separa diferite structuri celulare?
Elemente ale răspunsului corect
1. Polaritatea unei molecule de apă determină capacitatea acesteia de a dizolva alte substanțe hidrofile.
2. Capacitatea moleculelor de apă de a se forma și rupe legături de hidrogenîntre ele asigură apă cu capacitate termică și conductivitate termică, trecerea de la o stare de agregare la altele.
3. Dimensiunea redusă a moleculelor asigură capacitatea lor de a pătrunde între moleculele altor substanțe.
Răspundeți singur
Ce se întâmplă cu o celulă dacă concentrația sărurilor din ea este mai mare decât în afara celulei?
De ce nu se micșorează celulele și nu izbucnesc din umflarea în ser fiziologic?
Elemente ale răspunsului corect
1. Oamenii de știință au descoperit că o moleculă proteică are structuri primare, secundare, terțiare și cuaternare.
2. Oamenii de știință au descoperit că o moleculă proteică constă din mulți aminoacizi diferiți legați prin legături peptidice.
3. Oamenii de știință au stabilit secvența reziduurilor de aminoacizi din molecula de ribonuclează, adică structura sa primară.
Răspundeți singur
Care sunt legăturile chimice implicate în formarea unei molecule de proteine?
Ce factori pot duce la denaturarea proteinelor?
Care sunt caracteristicile structurii și funcțiilor enzimelor?
În ce procese se manifestă funcțiile de protecție ale proteinelor?
Elemente ale răspunsului corect
1. Acești compuși organici îndeplinesc o funcție de construcție (structurală).
2. Acești compuși organici îndeplinesc o funcție energetică.
Răspundeți singur
De ce sunt prescrise alimentele bogate în celuloză pentru a normaliza funcția intestinului?
Care este funcția structurală a carbohidraților?
Elemente ale răspunsului corect
1. ADN-ul este construit pe principiul unei spirale duble în conformitate cu regula complementarității.
2. ADN-ul constă din elemente repetate - 4 tipuri de nucleotide. Diferite secvențe de nucleotide codifică informații diferite.
3. Molecula de ADN este capabilă de auto-reproducere și, în consecință, de a copia informații și de a le transmite.
Răspundeți singur
Ce fapte dovedesc individualitatea ADN-ului unui individ?
Ce înseamnă conceptul de „versatilitate cod genetic"; ce fapte susțin această universalitate?
Ce este meritul științific D. Watson și F. Crick?
Elemente ale răspunsului corect
1. Diferențele dintre numele ADN și ARN sunt explicate prin compoziția nucleotidelor lor: în nucleotidele ADN există o dezoxiriboză carbohidrată, iar în ARN - riboză.
2. Diferențele în numele speciilor de ARN (informaționale, de transport, ribozomale) sunt asociate cu funcțiile pe care le îndeplinesc.
Răspundeți singur
Ce două condiții trebuie să fie constante, astfel încât legăturile dintre două fire ADN complementare să nu se spargă spontan?
Cum diferă ADN-ul și ARN-ul în structură?
În ce alți compuși sunt nucleotidele și ce știi despre ei?
Elemente ale răspunsului corect
1. Teoria celulară a stabilit unitatea structurală și funcțională a vieții.
2. Teoria celulară a stabilit unitatea de reproducere și dezvoltare a ființelor vii.
3. Teoria celulară a confirmat generalitatea structurii și originii sistemelor vii.
Răspundeți singur
De ce, în ciuda diferențelor evidente în structura și funcțiile celulelor din diferite țesuturi, ele vorbesc despre unitate structura celularăîn viaţă?
Care sunt principalele descoperiri din biologie care au făcut posibilă formularea teoriei celulare?
Elemente ale răspunsului corect
1. Substanțele intră în celulă prin difuzie.
2. Substanțele pătrund în celulă datorită transportului activ.
3. Substanțele pătrund în celulă prin pinocitoză și fagocitoză.
Răspundeți singur
Care este diferența dintre transportul activ al substanțelor prin membrana celulara din pasiv?
Ce substanțe sunt eliminate din celulă și cum?
Elemente ale răspunsului corect
1. La procariote, celulei îi lipsește un nucleu, mitocondriile, aparatul Golgi și reticulul endoplasmatic.
2. Procariotele nu au reproducere sexuală adevărată.
Răspundeți singur
De ce eritrocitele sau trombocitele mature nu sunt clasificate ca celule procariote, în ciuda absenței nucleelor în ele?
De ce virușii nu sunt clasificați ca organisme independente?
De ce organismele eucariote sunt mai diverse în structura și nivelul de complexitate?
Elemente ale răspunsului corect
1. Prin setul cromozomial al unui animal, puteți determina tipul acestuia.
2. Prin setul cromozomial al unui animal, puteți determina sexul acestuia.
3. Prezența sau absența bolilor ereditare poate fi determinată de setul cromozomial al unui animal.
Răspundeți singur
Există cromozomi în fiecare celulă a unui organism multicelular? Dovediți răspunsul cu exemple.
Cum și când puteți vedea cromozomii într-o celulă?
Elemente ale răspunsului corect
Elementele structurale ale complexului Golgi sunt:
1) tubuli;
2) cavități;
3) bule.
Răspundeți singur
Care este structura cloroplastului?
Care este structura mitocondriilor?
Ce trebuie să conțină mitocondriile pentru ca acestea să sintetizeze proteinele?
Arată că atât mitocondriile, cât și cloroplastele se pot înmulți.
Elemente ale răspunsului corect
Diferențele trebuie menționate în:
1) natura metabolismului;
2) termenii vieții;
3) reproducere.
Răspundeți singur
Cum va afecta transplantul unui nucleu dintr-un alt organism un organism unicelular?
Elemente ale răspunsului corect
1. Prezența unei membrane duble cu pori nucleari caracteristici, datorită căreia este asigurată legătura dintre nucleu și citoplasmă.
2. Prezența nucleolilor, în care se sintetizează ARN și se formează ribozomi.
3. Prezența cromozomilor, care sunt aparatul ereditar al celulei și asigură divizarea nucleului.
Răspundeți singur
Ce celule nu conțin nuclee?
De ce se multiplică celulele non-nucleare ale procariotelor, dar celulele non-nucleare ale eucariotelor nu?
Elemente ale răspunsului corect
1. Majoritatea celulelor sunt similare în elementele structurale de bază, proprietățile vitale și procesul de divizare.
2. Celulele diferă unele de altele prin prezența organelor, specializarea în funcțiile îndeplinite și intensitatea metabolismului.
Răspundeți singur
Dați exemple de corespondență între structura unei celule și funcția acesteia.
Dați exemple de celule cu diferite niveluri ale ratei metabolice.
Elemente ale răspunsului corect
1. Ca rezultat al sintezei, se formează substanțe mai complexe decât cele care au intrat într-o reacție; reacția se desfășoară cu absorbția energiei.
2. La descompunere se formează substanțe mai simple decât cele care au intrat într-o reacție; reacția continuă cu eliberarea de energie.
Răspundeți singur
Care sunt funcțiile enzimelor în reacțiile metabolice?
De ce sunt implicate peste 1000 de enzime în reacțiile biochimice?
17. În ce tipuri de energie este transformată energia luminii în timpul fotosintezei și unde are loc această conversie? |
Elemente ale răspunsului corect
1. Energia luminii este transformată în energie chimică și termică.
2. Toate transformările apar în tilacoidele cloroplastelor granice și în matricea lor (în plante); în alți pigmenți fotosintetici (în bacterii).
Răspundeți singur
Ce se întâmplă în faza de lumină a fotosintezei?
Ce se întâmplă în faza întunecată a fotosintezei?
De ce este dificil din punct de vedere experimental să detectăm procesul de respirație a plantelor în timpul zilei?
Elemente ale răspunsului corect
1. Codul „triplet” înseamnă că fiecare dintre aminoacizii este codificat de trei nucleotide.
2. Codul este „neechivoc” - fiecare triplet (codon) codifică doar un aminoacid.
3. Codul „degenerat” înseamnă că fiecare aminoacid poate fi codificat de mai mult de un codon.
Răspundeți singur
De ce avem nevoie de „semne de punctuație” între gene și de ce nu se află în gene?
Ce înseamnă conceptul de „universalitate a codului ADN”?
Care este sensul biologic al transcrierii?
Elemente ale răspunsului corect
1. Exemple de organisme în care există o alternanță de generații sunt mușchi, ferigi, meduze și altele.
2. La plante, se produce o schimbare de gametofit și sporofit. La meduze, etapele polipului și meduzei alternează.
Răspundeți singur
Care sunt principalele diferențe între mitoză și meioză?
Care este diferența dintre conceptele de „ciclu celular” și „mitoză”?
Elemente ale răspunsului corect
1. Celulele izolate ale unui organism care trăiesc într-un mediu artificial se numesc cultură celulară (sau cultură celulară).
2. Culturile celulare sunt folosite pentru obținerea de anticorpi, substanțe medicamentoase, precum și pentru diagnosticarea bolilor.
Elemente ale răspunsului corect
1. Interfaza este necesară pentru stocarea substanțelor și a energiei în pregătirea pentru mitoză.
2. În interfază, materialul ereditar este duplicat, ceea ce asigură ulterior distribuția sa uniformă între celulele fiice.
Răspundeți singur
Gametii produși de corp sunt identici sau diferiți în structura lor genetică? A pune la dispozitie dovezi.
Ce organisme au un avantaj evolutiv - haploide sau diploide? A pune la dispozitie dovezi.
Misiuni la nivel C2
Elemente ale răspunsului corect
S-au făcut erori în propozițiile 2, 3, 5.
În Propoziția 2, observați unul dintre elementele non-macronutrienți.
În Propunerea 3, unul dintre elementele enumerate este denumit în mod eronat oligoelemente.
Propoziția 5 indică eronat un element care îndeplinește funcția numită.
2. Găsiți erori în textul furnizat. Indicați numărul de propoziții în care au fost făcute greșeli, explicați-le. 1. Proteinele sunt biopolimeri neregulați, ai căror monomeri sunt nucleotide. 2. Reziduurile monomerilor sunt interconectate prin legături peptidice. 3. Secvența monomerilor susținută de aceste legături formează structura primară a moleculei de proteină. 4. Următoarea structură este secundară, susținută de hidrofob slab legături chimice... 5. Structura terțiară a unei proteine este o moleculă răsucită sub forma unei globule (bilă). 6. Această structură este susținută de legături de hidrogen. |
Elemente ale răspunsului corect
S-au făcut erori în propozițiile 1, 4, 6.
În Propunerea 1, monomerii moleculei de proteine sunt indicați incorect.
În Propoziția 4, legăturile chimice care susțin structura secundară a proteinei sunt indicate incorect.
În Propoziția 6, legăturile chimice care mențin structura terțiară a proteinei sunt indicate incorect.
Conform modernului teoria plăcilor litosfericeîntreaga litosferă este împărțită prin zone înguste și active - defecte adânci - în blocuri separate care se deplasează în stratul de plastic al mantalei superioare unul față de celălalt cu o rată de 2-3 cm pe an. Aceste blocuri sunt numite plăci litosferice.
Particularitatea plăcilor litosferice este rigiditatea și capacitatea lor, în absența influențelor externe, de a-și menține forma și structura neschimbate pentru o lungă perioadă de timp.
Plăcile litosferice sunt mobile. Mișcarea lor de-a lungul suprafeței astenosferei are loc sub influența curenților convectivi din manta. Plăcile litosferice individuale pot să divergă, să se apropie sau să alunece una față de alta. În primul caz, zone de tensiune cu fisuri apar între plăci de-a lungul limitelor plăcilor, în al doilea - zone de compresie, însoțite de împingerea unei plăci pe alta (împingere - obducție; împingere - subducție), în al treilea - zone de forfecare - defecte de-a lungul cărora alunecă plăcile vecine ...
În punctele de convergență ale plăcilor continentale, acestea se ciocnesc și se formează curele montane. Așa a apărut sistemul montan Himalaya, de exemplu, la granița plăcilor eurasiatice și indo-australiene (Fig. 1).
Smochin. 1. Coliziunea plăcilor litosferice continentale
Odată cu interacțiunea plăcilor continentale și oceanice, placa cu scoarța oceanică se mișcă sub placa cu scoarța continentală (Fig. 2).
Smochin. 2. Coliziunea plăcilor litosferice continentale și oceanice
Ca urmare a coliziunii plăcilor litosferice continentale și oceanice, se formează șanțuri de adâncime și arcuri insulare.
Divergența plăcilor litosferice și formarea ca urmare a acestei crustă tipul oceanic este prezentat în Fig. 3.
Zonele axiale ale crestelor mijlocii oceanice se caracterizează prin rifturi(din engleză. ruptură - crăpătură, crăpătură, rupere) - liniar mare structura tectonică scoarța terestră care se întinde pe sute, mii, zeci și uneori sute de kilometri, formată în principal în timpul întinderii orizontale a scoarței (Fig. 4). Se numesc rifturi foarte mari curele de rupere, zone sau sisteme.
Deoarece placa litosferică este o singură placă, fiecare dintre defectele sale este o sursă de activitate seismică și vulcanism. Aceste surse sunt concentrate în zone relativ înguste, de-a lungul cărora apar mișcări reciproce și frecare a plăcilor adiacente. Aceste zone au fost denumite curele seismice. Recifele, crestele oceanului mijlociu și tranșeele de adâncime sunt regiuni mobile ale Pământului și sunt situate la limitele plăcilor litosferice. Acest lucru indică faptul că procesul de formare a scoarței terestre în aceste zone are loc în prezent foarte intens.
Smochin. 3. Divergența plăcilor litosferice în zonă între creasta nno-oceanică
Smochin. 4. Diagrama de formare a rupturilor
Majoritatea fracturilor de plăci litosferice se află la baza oceanelor, unde scoarța terestră este mai subțire, dar se găsesc și pe uscat. Cea mai mare defecțiune de pe uscat se află în estul Africii. Se întinde pe 4000 km. Lățimea acestei defecțiuni este de 80-120 km.
În prezent, se pot distinge șapte dintre cele mai mari plăci (Fig. 5). Dintre acestea, cea mai mare din zonă este Oceanul Pacific, care constă în întregime din litosfera oceanică. De regulă, placa Nazca este, de asemenea, denumită mare, de dimensiuni de câteva ori mai mici decât fiecare dintre cele șapte mari. În același timp, oamenii de știință sugerează că, de fapt, placa Nazca este mult mai mare decât o vedem pe hartă (vezi Fig. 5), deoarece o parte semnificativă a acesteia a intrat sub plăcile vecine. Această placă este, de asemenea, formată doar din litosfera oceanică.
Smochin. 5. Plăcile litosferice ale Pământului
Un exemplu de placă care include atât litosferă continentală, cât și litosferă oceanică este, de exemplu, placa litosferică indo-australiană. Placa Arabă constă aproape în întregime din litosfera continentală.
Teoria plăcilor litosferice este importantă. În primul rând, poate explica de ce în unele locuri ale Pământului există munți, iar în altele - câmpii. Cu ajutorul teoriei plăcilor litosferice, este posibil să se explice și să se prevadă fenomene catastrofale care apar la limitele plăcilor.
Smochin. 6. Contururile continentelor par a fi compatibile
Teoria driftului continental
Teoria plăcilor litosferice își are originea în teoria derivei continentale. Înapoi în secolul al XIX-lea. mulți geografi au observat că, atunci când privim harta, se poate observa că țărmurile Africii și ale Americii de Sud, când sunt abordate, par compatibile (Fig. 6).
Apariția ipotezei mișcării continentelor este asociată cu numele unui om de știință german Alfred Wegener(1880-1930) (Fig. 7), care a dezvoltat pe deplin această idee.
Wegener a scris: „În 1910, mi-a venit în minte pentru prima dată ideea de a continua mișcarea continentelor ... când am fost impresionat de asemănarea contururilor de coastă de pe ambele părți Oceanul Atlantic". El a sugerat că la începutul paleozoicului existau două continente mari pe Pământ - Laurasia și Gondwana.
Laurasia a fost continentul nordic, care a inclus teritoriile Europei moderne, Asia fără India și America de Nord. Sudul continentului- Gondwana unită teritorii moderne America de Sud, Africa, Antarctica, Australia și Hindustan.
Între Gondwana și Laurasia a fost primul fruct de mare - Tethys, ca un golf imens. Restul Pământului a fost ocupat de Oceanul Panthalassa.
Acum aproximativ 200 de milioane de ani, Gondwana și Laurasia erau unite într-un singur continent - Pangea (Pan - universal, Ge-pământ) (Fig. 8).
Smochin. 8. Existența unui singur continent Pangeea (alb - pământ, puncte - mare puțin adâncă)
Cu aproximativ 180 de milioane de ani în urmă, continentul Pangea a început din nou să se separe în părțile sale componente, care au fost amestecate pe suprafața planetei noastre. Împărțirea a avut loc după cum urmează: mai întâi, Laurasia și Gondwana au reapărut, apoi Laurasia s-a despărțit și apoi Gondwana s-a despărțit. Oceanele s-au format datorită divizării și divergenței unor părți din Pangeea. Oceanele Atlantic și Indian pot fi considerate tinere; vechi - Liniște. Oceanul Arctic a devenit izolat odată cu creșterea masei terestre în emisfera nordică.
Smochin. 9. Localizarea și direcțiile derivei continentale în perioada Cretacic în urmă cu 180 de milioane de ani
A. Wegener a găsit multe confirmări ale existenței unui singur continent al Pământului. Existența în Africa și America de Sud a rămășițelor animalelor antice - listozaurii - i s-a părut deosebit de convingătoare. Erau reptile, asemănătoare hipopotamilor mici, care trăiau doar în corpuri de apă dulce. Deci, să înoți distanțe uriașe pe sărat apa de mare nu puteau. El a găsit dovezi similare în regatul plantelor.
Interes pentru ipoteza mișcării continentelor în anii 30 ai secolului XX. a scăzut ușor, dar în anii 60 a reînviat, când, ca urmare a studiilor asupra reliefului și geologiei fundului oceanului, s-au obținut date care indică procesele de expansiune (răspândire) ale scoarței oceanice și „scufundări” ale unor părți a crustei sub altele (subducție).
Placi tectonice (placi tectonice) este un concept geodinamic modern bazat pe furnizarea de deplasări orizontale pe scară largă în raport cu fragmentele integrale ale litosferei (plăci litosferice). Astfel, tectonica plăcilor ia în considerare mișcările și interacțiunile plăcilor litosferice.
Pentru prima dată, ipoteza mișcării orizontale a blocurilor crustale a fost făcută de Alfred Wegener în anii 1920 în cadrul ipotezei „derivării continentale”, dar această ipoteză nu a primit sprijin în acel moment. Abia în anii 1960, studiile fondului oceanic au furnizat dovezi concludente ale mișcărilor orizontale ale plăcilor și ale proceselor de expansiune a oceanelor datorită formării (răspândirii) scoarței oceanice. Renașterea ideilor despre rolul predominant al mișcărilor orizontale a avut loc în cadrul direcției „mobiliste”, a cărei dezvoltare a dus la dezvoltarea teoriei moderne a tectonicii plăcilor. Principiile principale ale tectonicii plăcilor au fost formulate în 1967-68 de un grup de geofizicieni americani - WJ Morgan, C. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes în dezvoltarea ideilor anterioare (1961-62) a oamenilor de știință americani G. Hess și R. Digz asupra expansiunii (răspândirii) fundului oceanului
Bazele tectonicii plăcilor
Fundamentele tectonicii plăcilor pot fi rezumate în mai multe elemente fundamentale
1. Partea stâncoasă superioară a planetei este împărțită în două cochilii, semnificativ diferite în ceea ce privește proprietățile reologice: litosfera rigidă și fragilă și astenosfera plastică și mobilă subiacentă.
2. Litosfera este împărțită în plăci, deplasându-se constant de-a lungul suprafeței astenosferei plastice. Litosfera este împărțită în 8 plăci mari, zeci de plăci medii și multe altele mici. Între plăcile mari și medii, există centuri compuse din mozaicuri de plăci mici de crustă.
Limitele plăcilor sunt zone de activitate seismică, tectonică și magmatică; regiunile interioare ale plăcilor sunt slab seismice și se caracterizează printr-o manifestare slabă a proceselor endogene.
Mai mult de 90% din suprafața Pământului cade pe 8 plăci litosferice mari:
Farfurie australiană,
Placa antarctică,
Farfurie africana,
Placă eurasiatică,
Placă hindustană,
Placă Pacific,
Placă nord-americană,
Placă sud-americană.
Plăci de mijloc: Arabă (subcontinent), Caraibe, Filipine, Nazca și Cocos și Juan de Fuca etc.
Unele plăci litosferice sunt compuse exclusiv din scoarță oceanică (de exemplu, placa Pacificului), altele includ fragmente atât de scoarță oceanică, cât și continentală.
3. Există trei tipuri de deplasări relative ale plăcilor: divergența (divergența), convergența (convergența) și deplasările la forfecare.
În consecință, se disting trei tipuri de limite ale plăcii principale.
Limite divergente- limite de-a lungul cărora plăcile se separă.
Se numesc procesele de întindere orizontală a litosferei riftare... Aceste limite sunt limitate la rupturile continentale și crestele oceanului mijlociu din bazinele oceanice.
Termenul „rift” (din engleză rift - ruptură, fisură, decalaj) se aplică structurilor mari liniare de origine profundă, formate în timpul întinderii scoarței terestre. În ceea ce privește structura, acestea sunt structuri asemănătoare grabenilor.
Rifturile pot fi așezate atât pe scoarța continentală, cât și pe scoarța oceanică, formând un singur sistem global orientat în raport cu axa geoidă. În acest caz, evoluția rupturilor continentale poate duce la o ruptură a continuității crustei continentale și transformarea acestei rupturi într-o ruptură oceanică (dacă expansiunea rupturii se oprește înainte de etapa de ruptură a scoarței continentale, este umplut cu sedimente, transformându-se într-un aulacogen).
Procesul de alunecare a plăcilor în zonele de rupturi oceanice (creste mijlocii oceanice) este însoțit de formarea unei noi cruste oceanice datorită topiturii bazaltice magmatice provenite din astenosferă. Acest proces de formare a unei noi cruste oceanice datorat afluxului de materie de manta este numit răspândirea(din limba engleză spread - to spread, unfold).
Structura creastei oceanului mijlociu
În cursul răspândirii, fiecare impuls de extindere este însoțit de fluxul unei noi porțiuni de topire a mantalei, care, în timp ce se solidifică, construiește marginile plăcilor care diferă de axa MOR.
În aceste zone are loc formarea unei tinere cruste oceanice.
Granițe convergente- limitele de-a lungul cărora are loc coliziunea plăcilor. Pot exista trei variante principale de interacțiune într-o coliziune: litosfera „oceanică - oceanică”, „oceanică - continentală” și „continentală-continentală”. În funcție de natura plăcilor care se ciocnesc, pot avea loc mai multe procese diferite.
Subducție- procesul de deplasare a plăcii oceanice sub oceanul continental sau altul. Zonele de subducție sunt limitate la părțile axiale ale tranșeelor de adâncime, conjugate cu arcuri insulare (care sunt elemente ale marginilor active). Limitele de subducție reprezintă aproximativ 80% din lungimea tuturor limitelor convergente.
Atunci când plăcile continentale și oceanice se ciocnesc, un fenomen natural este subestimarea plăcii oceanice (mai grele) sub marginea continentului; când două oceanice se ciocnesc, cea mai veche (adică cea mai rece și mai densă) dintre ele se scufundă.
Zonele de subducție au o structură caracteristică: elementele lor tipice sunt un șanț de adâncime - un arc insular vulcanic - un bazin cu arc posterior. O șanț de mare adâncime se formează în zona de îndoire și de scufundare a plăcii subductoare. Pe măsură ce se scufundă, această placă începe să piardă apă (care este abundentă în compoziția sedimentelor și mineralelor), aceasta din urmă, așa cum se știe, reduce semnificativ punctul de topire a rocilor, ceea ce duce la formarea centrelor de topire care alimentează vulcanii. ale arcurilor insulare. În partea din spate a unui arc vulcanic, apare de obicei o anumită întindere, ceea ce determină formarea unui bazin cu arc înapoi. În zona bazinului arcului din spate, întinderea poate fi atât de semnificativă încât duce la ruperea crustei plăcii și deschiderea bazinului cu crusta oceanică (așa-numitul proces de împrăștiere a arcului posterior).
Afundarea plăcii subductoare în manta este urmărită de focarele de cutremur care apar la contactul plăcilor și în interiorul plăcii subductoare (mai rece și, prin urmare, mai fragilă decât rocile mantalei din jur). A fost numită această zonă focală seismică Zona Benioff-Zavaritsky.
În zonele de subducție începe procesul de formare a unei noi cruste continentale.
Un proces mult mai rar de interacțiune între plăcile continentale și oceanice este procesul obducție- împingerea unei părți a litosferei oceanice pe marginea plăcii continentale. Trebuie subliniat faptul că, în cursul acestui proces, are loc separarea plăcii oceanice și doar partea superioară a acesteia - scoarța și câțiva kilometri de mantaua superioară - avansează.
În ciocnirea plăcilor continentale, a căror crustă este mai ușoară decât materialul mantalei și, ca urmare, nu este capabilă să se scufunde în ea, procesul are loc ciocniri... În cursul coliziunii, marginile plăcilor continentale care se ciocnesc sunt zdrobite, mototolite, se formează sisteme de împingeri mari, ceea ce duce la creșterea structurilor montane cu o structură complexă de împingere. Un exemplu clasic Acest proces este servit de coliziunea plăcii hindustane cu cea eurasiatică, însoțită de creșterea imenselor sisteme montane din Himalaya și Tibet.
Modelul procesului de coliziune
Procesul de coliziune înlocuiește procesul de subducție, finalizând închiderea bazinului oceanic. În același timp, la începutul procesului de coliziune, când marginile continentelor s-au apropiat deja, coliziunea este combinată cu procesul de subducție (afundarea scoarței oceanice continuă sub marginea continentului).
Metamorfismul regional pe scară largă și magmatismul intruziv granitoid sunt tipice pentru procesele colizionale. Aceste procese duc la crearea unei noi cruste continentale (cu stratul său tipic de granit-gneis).
Transformă granițele- limitele de-a lungul cărora apar deplasările de forfecare ale plăcilor.
Limitele plăcilor litosferice ale Pământului
1 – limite divergente ( dar - crestele din mijlocul oceanului, b - rifturi continentale); 2 – transforma limitele; 3 – limite convergente ( dar - arc insular, b - margini continentale active, în - colizional); 4 – direcția și viteza (cm / an) de mișcare a plăcii.
4. Volumul scoarței oceanice absorbit în zonele de subducție este egal cu volumul scoarței care apare în zonele de răspândire. Această poziție subliniază opinia despre constanța volumului Pământului. Dar această opinie nu este singura și definitiv dovedită. Este posibil ca volumul planurilor să se schimbe pulsatil sau să existe o scădere a scăderii acestuia din cauza răcirii.
5. Principala cauză a mișcării plăcii este convecția mantalei. cauzată de curenții căldurii gravitaționale.
Sursa de energie pentru acești curenți este diferența de temperatură între regiunile centrale ale Pământului și temperatura părților sale aproape de suprafață. În acest caz, partea principală a căldurii endogene este eliberată la limita miezului și a mantalei în timpul procesului de diferențiere profundă, care determină decăderea materialului condrit primar, în timpul căruia partea metalică se repede spre centru, crescând miezul a planetei, iar partea de silicat este concentrată în manta, unde suferă în continuare diferențierea.
Rocile încălzite în zonele centrale ale Pământului se extind, densitatea lor scade și se ridică, lăsând loc scufundării unor mase mai reci și, prin urmare, mai grele, care au degajat deja o parte din căldură în zonele apropiate de suprafață. Acest proces de transfer de căldură continuă, rezultând în formarea de celule convective închise ordonate. În acest caz, în partea superioară a celulei, fluxul de materie are loc aproape în plan orizontal și această parte a fluxului determină mișcarea orizontală a materiei astenosferei și a plăcilor situate pe ea. În general, ramurile ascendente ale celulelor convective sunt situate sub zonele limitelor divergente (MOR și rupturi continentale), ramurile descendente - sub zonele limitelor convergente.
Astfel, principalul motiv al mișcării plăcilor litosferice este „târârea” de curenții convectivi.
În plus, o serie de alți factori acționează asupra plăcilor. În special, suprafața astenosferei se dovedește a fi oarecum ridicată deasupra zonelor ramurilor ascendente și mai coborâtă în zonele de imersiune, ceea ce determină „alunecarea” gravitațională a plăcii litosferice situată pe o suprafață plastică înclinată. În plus, există procese de atragere a litosferei oceanice reci și grele din zonele de subducție în astenosferă fierbinte și, în consecință, mai puțin densă, precum și încastrarea hidraulică de către bazalturi în zonele MOR.
Figura - Forțe care acționează asupra plăcilor litosferice.
Principalele forțe motrice ale tectoniei plăcilor sunt aplicate pe fundul părților intraplăcite ale litosferei - forțele mantalei trag FDO sub oceane și FDC sub continente, a căror magnitudine depinde în primul rând de viteza de curent astenosferică, iar aceasta din urmă este determinată de vâscozitatea și grosimea stratului astenosferic. Deoarece sub continente grosimea astenosferei este mult mai mică, iar vâscozitatea este mult mai mare decât sub oceane, magnitudinea forței FDC aproape un ordin de mărime inferior lui FDO... Sub continente, în special părțile lor antice (scuturi continentale), astenosfera aproape că se învârte, astfel încât continentele par a fi „blocate”. Deoarece majoritatea plăcilor litosferice pământ modern includ atât părți oceanice, cât și continentale, ar trebui să ne așteptăm ca prezența unui continent în placă să „încetinească”, în general, mișcarea întregii plăci. Așa se întâmplă de fapt (cele mai rapide mișcări ale plăcilor aproape pur oceanice din Pacific, Cocos și Nazca; cea mai lentă - Eurasia, America de Nord, America de Sud, Antarctica și Africa, dintre care o parte semnificativă este ocupată de continente). În cele din urmă, la limitele convergente ale plăcilor, unde marginile grele și reci ale plăcilor litosferice (dale) se scufundă în manta, flotabilitatea lor negativă creează o forță FNB(indicele în denumirea puterii - din engleză flotabilitate negativă). Acțiunea acestuia din urmă duce la faptul că partea subductivă a plăcii se scufundă în astenosferă și trage întreaga placă împreună cu aceasta, crescând astfel viteza de mișcare a acesteia. Evident, forța FNB acționează sporadic și numai în anumite setări geodinamice, de exemplu, în cazurile de prăbușire a plăcii descrise mai sus prin secțiunea de 670 km.
Astfel, mecanismele care pun în mișcare plăcile litosferice pot fi atribuite în mod condiționat următoarelor două grupuri: 1) asociate cu forțele „tragerii” mantalei ( mecanism de tragere a mantalei), aplicat oricăror puncte ale bazei plăcilor, în Fig. 2.5.5 - forțe FDOși FDC; 2) asociate cu forțele aplicate pe marginile plăcilor ( mecanism de forță a muchiei), în figură - forțe FRPși FNB... Rolul acestui mecanism sau al aceluiași mecanism de acționare, precum și al acelor sau altor forțe, este evaluat individual pentru fiecare placă litosferică.
Combinația acestor procese reflectă procesul geodinamic general, acoperind zone de la suprafață până la cele mai adânci zone ale Pământului.
Convecția mantalei și procesele geodinamice
În prezent, se dezvoltă o convecție a mantalei cu două celule cu celule închise (conform modelului de convecție prin manta) sau o convecție separată în mantaua superioară și inferioară cu acumularea de plăci sub zonele de subducție (conform modelului cu două niveluri). în mantaua Pământului. Polii probabili ai ridicării materialului mantei se află în nord-estul Africii (aproximativ sub zona de joncțiune a plăcilor africane, somaleze și arabe) și în zona Insulei Paștelui (sub creasta mediană Pacificul- Creșterea Pacificului de Est).
Ecuatorul de scufundare a materialului de manta se desfășoară de-a lungul unui lanț aproximativ continuu de limite convergente ale plăcilor de-a lungul periferiei Oceanelor Pacificului și a estului Indian.
Regimul actual de convecție a mantalei, care a început acum aproximativ 200 de milioane de ani odată cu dezintegrarea Pangea și a dat naștere oceanelor moderne, va fi înlocuit în viitor cu un regim unicelular (conform modelului de convecție a mantalei) sau (conform la model alternativ) convecția va deveni prin manta datorită prăbușirii plăcilor prin secțiunea de 670 km. Acest lucru poate duce la o coliziune de continente și la formarea unui nou supercontinent, al cincilea din istoria Pământului.
6. Deplasările plăcilor respectă legile geometriei sferice și pot fi descrise pe baza teoremei lui Euler. Teorema de rotație a lui Euler afirmă că orice rotație spațiul tridimensional are o axă. Astfel, rotația poate fi descrisă prin trei parametri: coordonatele axei de rotație (de exemplu, latitudinea și longitudinea acesteia) și unghiul de rotație. Pe baza acestei poziții, poziția continentelor în epocile geologice trecute poate fi reconstituită. Analiza mișcărilor continentelor a condus la concluzia că la fiecare 400-600 milioane de ani se unesc într-un singur supercontinent, care suferă o dezintegrare suplimentară. Ca urmare a despărțirii unui astfel de supercontinent Pangea, care a avut loc în urmă cu 200-150 de milioane de ani, s-au format continentele moderne.
Câteva dovezi ale realității mecanismului tectonicii plăcilor
Îmbătrânirea vârstei crustei oceanice cu distanța față de axele de răspândire(Vezi figura). O creștere a grosimii și a completitudinii stratigrafice a stratului sedimentar se observă în aceeași direcție.
Figura - Harta epocii rocilor de la fundul oceanic al Atlanticului de Nord (după W. Pitman și M. Talvani, 1972). În diferite culori sunt identificate zone ale fundului oceanului la diferite intervale de vârstă; cifrele indică vârsta în milioane de ani.
Date geofizice.
Figura - Profil tomografic prin tranșeaua elenică, Creta și Marea Egee. Cercurile gri sunt ipocentrele cutremurelor. Culoarea albastră prezintă o placă a unei mante reci, roșie - o manta fierbinte (conform lui V. Speckman, 1989)
Rămășițele imensei plăci Faralon, care a dispărut în zona de subducție din America de Nord și de Sud, înregistrate ca plăci ale mantalei „reci” (secțiune din America de Nord, de-a lungul valurilor S). De Grand, Van der Hilst, Widiyantoro, 1997, GSA Today, v. 7, nr. 4, 1-7
Anomaliile magnetice liniare din oceane au fost descoperite în anii 1950 în timpul studiului geofizic al Oceanului Pacific. Această descoperire i-a permis lui Hess și Diez în 1968 să formuleze teoria răspândirii fundului oceanului, care a crescut în teoria tectonicii plăcilor. Au devenit una dintre cele mai puternice dovezi ale corectitudinii teoriei.
Figura - Formarea anomaliilor magnetice ale benzii în timpul răspândirii.
Motivul originii anomaliilor magnetice a benzii este procesul nașterii crustei oceanice în zonele de răspândire ale crestelor mijlocii ale oceanului, bazaltii erupți, când se răcesc sub punctul Curie din câmpul magnetic al Pământului, dobândesc o magnetizare remanentă. Direcția magnetizării este aceeași cu direcția camp magnetic Cu toate acestea, Pământul, din cauza inversărilor periodice ale câmpului magnetic al Pământului, bazaltii erupți formează benzi cu diferite direcții de magnetizare: directe (coincid cu direcție modernă câmp magnetic) și invers.
Figura - Diagrama formării structurii benzii stratului magnetoactiv și a anomaliilor magnetice ale oceanului (modelul Vine - Matthews).
Există două tipuri de litosferă. Litosfera oceanică are o crustă oceanică de aproximativ 6 km grosime. Este acoperit în mare parte de mare. Litosfera continentală este acoperită de scoarța continentală cu grosimea de 35 până la 70 km. În cea mai mare parte, această crustă iese deasupra, formând teren.
Dale
Roci și minerale
Plăci în mișcare
Plăcile scoarței terestre se mișcă constant în direcții diferite, deși foarte încet. viteza medie mișcarea lor este de 5 cm pe an. Unghiile tale cresc cam la aceeași viteză. Deoarece toate plăcile sunt strâns adiacente una cu cealaltă, mișcarea uneia dintre ele acționează asupra plăcilor din jur, forțându-le să se miște treptat. Plăcile se pot mișca în diferite moduri, care pot fi văzute la granițele lor, dar motivele mișcării plăcilor sunt încă necunoscute oamenilor de știință. Aparent, acest proces poate să nu aibă nici început, nici sfârșit. Cu toate acestea, unele teorii susțin că un tip de mișcare a plăcilor poate fi, ca să spunem așa, „primar” și din aceasta toate celelalte plăci sunt deja puse în mișcare.
Un tip de mișcare a plăcii este „scufundarea” unei plăci sub alta. Unii oameni de știință cred că acest tip de mișcare provoacă toate celelalte mișcări ale plăcilor. La unele limite, roca topită, pătrunzând la suprafața dintre două plăci, se solidifică de-a lungul marginilor lor, împingând aceste plăci în afară. Acest proces poate provoca, de asemenea, mișcarea tuturor celorlalte plăci. Se crede, de asemenea, că, pe lângă șocul primar, mișcarea plăcii este stimulată de fluxuri gigantice de căldură care circulă în manta (vezi articolul „„).
Continente în derivă
Oamenii de știință cred că de la formarea scoarței terestre primare, mișcările plăcilor au schimbat poziția, forma și dimensiunea continentelor și oceanelor. Acest proces a fost numit tectonica plăci... Diferite dovezi sunt date pentru această teorie. De exemplu, contururile continentelor, cum ar fi America de Sud și Africa, parcă au format odată un singur întreg. A existat, de asemenea, o asemănare incontestabilă în structura și vârsta rocilor care alcătuiesc vechile lanțuri montane de pe ambele continente.
1. Potrivit oamenilor de știință, masele terestre care formează acum America de Sud și Africa erau conectate între ele în urmă cu mai bine de 200 de milioane de ani.
2. Aparent, podeaua Oceanului Atlantic s-a extins treptat pe măsură ce s-a format o nouă piatră la limitele plăcilor.
3. Acum America de Sud și Africa se îndepărtează una de cealaltă cu o viteză de aproximativ 3,5 cm pe an datorită mișcării plăcii.
