ПОНЯТЬ ПЛАНЕТУ
Что показывает карта тектонических плит
Земная поверхность кажется неподвижной, потому что наша повседневная жизнь слишком коротка для большинства геологических изменений. Но внешний твёрдый слой Земли — литосфера — разделён на плиты. Они включают земную кору и верхнюю часть мантии и перемещаются относительно друг друга. Континенты путешествуют вместе с плитами: границы материков и границы плит далеко не всегда совпадают. Одна плита может нести и сушу, и большой участок океанического дна.
На этой карте можно исследовать две разные картины Земли. В современном режиме цветные линии показывают границы из набора USGS, а полупрозрачные области — плиты модели GPlates. Их контуры могут немного различаться: это независимые научные наборы с разной детализацией и методикой составления. Такое различие не следует понимать как ширину реального разлома. Карта предназначена для знакомства с глобальной тектоникой, а не для оценки опасности конкретного здания или участка.
Нажмите на поверхность, чтобы узнать координаты и принадлежность точки к модельной плите. Некоторые области представляют собой зоны распределённой деформации. В них движение сложнее вращения единого жёсткого блока, поэтому здесь не показывается скорость, рассчитанная по упрощённой формуле для жёсткой плиты. Отсутствие стрелки в такой области не означает, что поверхность неподвижна.
С какой скоростью движутся тектонические плиты
Для описания движения плит удобно использовать сантиметры в год. В масштабе человеческой жизни такие смещения малы, а за геологическое время способны полностью изменить расположение океанов и материков. Однако у целой плиты нет единственного универсального значения скорости. На сферической Земле движение жёсткой плиты описывают вращением вокруг оси, проходящей через центр планеты. Место, где эта ось пересекает поверхность, называют полюсом Эйлера.
Точки рядом с полюсом вращения перемещаются медленнее, чем точки, удалённые от него на четверть окружности. Поэтому карта рассчитывает скорость именно там, где вы нажали. Вместе со значением указаны координаты, направление и модель. Направление выражается азимутом: север соответствует 0°, восток — 90°, юг — 180°, запад — 270°. Длина стрелки помогает сравнить скорости, но ограничена для удобства чтения карты.
В этом сервисе используются вращения ZAHIROVIC2022 за интервал от одного миллиона лет назад до настоящего. Это геологически усреднённая модельная скорость, а не прямое измерение за текущий год и не скорость спутниковой станции. Сравнивать точки можно только в согласованной системе отсчёта. Скорость относительно соседней плиты и скорость в принятой абсолютной системе модели — разные величины.
Почему плиты движутся
Внутри Земли сохраняется тепло, и вещество мантии способно очень медленно течь на больших промежутках времени. При этом мантия под литосферой не является всемирным океаном жидкой магмы: большая её часть остаётся твёрдой. Пластическая деформация при высоких температурах и давлениях позволяет веществу участвовать в переносе тепла. Литосфера и мантия образуют связанную динамическую систему.
На движение плит влияют несколько сил. Холодная океаническая литосфера может погружаться в мантию и тянуть за собой остальную часть плиты. Различия в высоте и плотности литосферы тоже создают силы, а взаимодействие с мантийным течением может содействовать движению или сопротивляться ему. Поэтому объяснение «континенты просто плывут на потоках магмы» слишком упрощено. Вклад разных механизмов зависит от конкретной плиты и её окружения.
Какие бывают границы литосферных плит
На расходящихся границах плиты удаляются друг от друга. В океанах с такими областями связаны срединно-океанические хребты, где формируется новая кора. Растяжение континентальной литосферы может сопровождаться образованием рифтов. Развитие рифта не обязательно немедленно приводит к появлению нового океана: геологические процессы имеют свою историю и могут изменять темп.
На сходящихся границах плиты сближаются. При субдукции одна плита погружается под другую; при столкновении континентов происходит значительное сокращение и утолщение коры. Эти обстановки часто связаны с формированием гор, землетрясениями и, при определённых условиях, вулканизмом. Но перечисленные явления не обязаны встречаться вместе на каждом участке сходящейся границы.
На трансформных границах преобладает боковое смещение. Плиты могут быть временно сцеплены трением, из-за чего накапливаются напряжения. Их быстрое высвобождение при разрыве вызывает землетрясение. При этом землетрясения случаются и внутри плит, а сама карта границ не позволяет предсказать время будущего события. Дополнительные или неуточнённые категории источника показаны отдельно, без искусственного отнесения к одному из трёх основных типов.
Как учёные восстанавливают положение континентов в прошлом
Чтобы собрать историю Земли, исследователи сопоставляют множество независимых свидетельств. Магнитные полосы океанического дна помогают восстановить раскрытие океанов. Направления древней намагниченности горных пород дают сведения о прежних широтах и поворотах блоков. Геологи сравнивают возраст пород, горные пояса, осадочные бассейны и другие структуры по разные стороны современных океанов. Все эти ограничения объединяются в согласованные модели движения плит.
Машина времени использует реконструкции ZAHIROVIC2022 через GPlates, а не перемещает сегодняшние материки по прямой. Каждый кадр содержит отдельное положение контуров и модельных границ для выбранного возраста. Береговые контуры в таком представлении служат ориентиром: они не являются точной картой древнего уровня моря. Часть океанической литосферы прошлого уже уничтожена субдукцией, поэтому восстановление древних океанов требует дополнительных гипотез и сопоставления данных.
Положение плит в геологическом прошлом представляет собой научную реконструкцию и содержит неопределённость. Точность реконструкций обычно уменьшается с увеличением возраста. Анимация позволяет увидеть последовательность модельных состояний, но не является видеозаписью и не доказывает каждую деталь показанной географии. Простое умножение современной скорости на миллионы лет также не даёт надёжного прогноза: направления движения, границы и взаимодействия плит меняются.