¿Cuáles son las causas de los cambios en la corteza terrestre?
El movimiento de las placas terrestres. Debajo de la hidrosfera en la superficie terrestre se encuentra la litosfera. No es una roca completa, sino que está formada por placas de diferentes tamaños. Las siete más grandes son la Placa Antártica, la Placa Euroasiática, la Placa Norteamericana y la Placa Sudamericana. , y la Placa del Pacífico, la placa Indoaustraliana y la placa Africana. Estas placas derivan y se mueven a una velocidad de unos pocos centímetros a más de diez centímetros por encima del manto cada año, apretándose y chocando entre sí. Como resultado del movimiento, la corteza terrestre se agrieta o se disloca, lo que es la principal causa de los terremotos. El movimiento de la corteza terrestre es el movimiento mecánico de los materiales terrestres provocado por causas internas de la tierra. Puede provocar la evolución de la litosfera, promover la proliferación y destrucción de continentes y fondos oceánicos y formar fosas y montañas; también puede provocar terremotos y erupciones volcánicas; Los eruditos de la antigua China tenían cierta comprensión de los cambios en la tierra y el mar y los movimientos de la corteza terrestre. Por ejemplo, Zhu Zai escribió en "Lei Yu" de Zhu: "Hay caracoles y almejas en las montañas, o hay tierra vieja en las rocas crudas. Los caracoles y las almejas son cosas en el agua. Las bajas se vuelven altas y las los blandos se vuelven rígidos.
Movimiento de la corteza terrestre Diagrama esquemático El movimiento tectónico que cambia la estructura de la corteza terrestre y provoca el desplazamiento de materiales dentro de la corteza terrestre provocado por fuerzas internas se llama movimiento de la corteza terrestre.
El movimiento de la corteza terrestre generalmente se refiere al movimiento de las rocas debajo de la astenosfera. Debajo de la litosfera hay una capa blanda que es propensa a la deformación plástica, a diferencia de la superficie de la corteza terrestre. la superficie de la corteza por encima de la astenosfera, que incluye la corteza y la parte superior del manto superior La corteza y la parte superior del manto superior están estrechamente combinadas para formar la litosfera, que puede moverse por encima de la astenosfera. El estado de movimiento de la corteza terrestre bajo la influencia de fuerzas internas y externas en la Tierra tiene rastros de varios movimientos de la corteza terrestre, como fallas, pliegues, montañas, cuencas, volcanes, arcos de islas, crestas y trincheras. En constante movimiento, como la deriva continental, el levantamiento del suelo y los terremotos, los movimientos de la corteza terrestre están estrechamente relacionados con el movimiento de los materiales internos de la Tierra, lo que puede provocar cambios en el campo magnético de la corteza terrestre. El movimiento proporcionará información diversa sobre la composición, la estructura, el estado y la historia evolutiva de la Tierra. Medir la tasa de deformación del movimiento de la corteza es un medio importante para estimar la estabilidad de los edificios de ingeniería y discutir la predicción de terremotos. Una base importante para invertir el campo de geoestrés.
El lento movimiento de la corteza se puede juzgar basándose en análisis exhaustivos de geología (estratigrafía, paleontología, geología estructural, etc.), geomorfología, paleomagnetismo y datos arqueoastronomía y paleoclimatología. La teoría de la deriva continental se descubrió a partir de la paleontología y la paleoclimatología y se estableció a través de la migración de antiguos polos magnéticos. Ahora, basándose en la determinación de la edad de los isótopos y el análisis de la inversión de la magnetización de las rocas, podemos comprender mejor la evolución del movimiento de la corteza terrestre.
Para el movimiento de la corteza terrestre moderno, se utilizan geodesia repetida, como nivelación repetida para estudiar el movimiento vertical; triangulación o trilateración para estudiar el movimiento horizontal; medidores de fluencia colocados en fallas activas, inclinómetros y extensómetros. observaciones continuas para monitorear el movimiento de fallas A fines de la década de 1970, se utilizaron tecnologías de medición espacial (como el estudio lunar con láser, la medición por satélite con láser y la interferometría de línea de base muy larga) para monitorear el desplazamiento relativo de diferentes placas a miles de kilómetros de distancia. Se pueden utilizar puntos de kilómetros (con una precisión de 2 a 3 centímetros) para determinar el movimiento entre placas. Además, también podemos utilizar cambios en la línea costera y registros de las fluctuaciones del agua de mar de las estaciones de mareas para inferir las fluctuaciones del suelo moderno.
Clasificación
El diagrama esquemático del movimiento de la corteza terrestre se puede dividir en movimiento horizontal y movimiento vertical según la dirección del movimiento. El movimiento horizontal se refiere al movimiento de las capas de roca que la forman. ascenso de la corteza terrestre en dirección paralela a la superficie terrestre. Se llama orogenia o movimiento de plegamiento. Este movimiento a menudo puede formar enormes sistemas montañosos plegados, así como depresiones gigantes, arcos de islas, trincheras, etc. movimiento y movimiento de formación de tierra, haciendo que las capas de rocas aparezcan como levantamientos y áreas adyacentes. El descenso puede formar mesetas, montañas y depresiones de bloques de fallas, cuencas y llanuras, y también puede causar transgresión y regresión, provocando cambios en el mar y la tierra. .
El movimiento de la corteza controla la distribución de la tierra y los océanos en la superficie terrestre, afecta la ocurrencia y el desarrollo de diversos procesos geológicos, forma diversas formas estructurales y cambia el estado original de las formaciones rocosas. Por lo tanto, algunas personas llaman movimiento tectónico al movimiento de la corteza. Según las leyes del movimiento, el movimiento de la corteza terrestre es principalmente un movimiento horizontal, y algunas fluctuaciones son fenómenos derivados del movimiento horizontal.
El movimiento de la corteza terrestre se puede dividir en dos tipos según la velocidad del movimiento: ① Movimiento tectónico lento de larga duración. Por ejemplo, la formación de continentes y océanos, la división y deriva de continentes antiguos, la orogenia de montañas y cuencas, y los cambios a largo plazo en la tasa de rotación de la Tierra y su achatamiento. En una escala de tiempo de millones de años. Otro ejemplo es la desaparición de la edad de hielo, y el movimiento del suelo provocado por el derretimiento del hielo terrestre también es un movimiento lento durante miles de años. ②Movimiento más rápido. Este movimiento se mide en años u horas. Por ejemplo, la oscilación de Chandler de los polos terrestres puede provocar una ligera deformación de la corteza terrestre; la fuerza de marea del sol y la luna no sólo provoca fluctuaciones en el agua del mar, sino que también provoca la solidez de la tierra. Para formar mareas sólidas, el suelo puede moverse hasta fluctuaciones de decenas de centímetros. Los grandes terremotos pueden hacer que la tierra vibre libremente, tanto en vibraciones de torsión radiales como tangenciales.
La formación del movimiento de la corteza terrestre
El movimiento de la corteza terrestre dobla las rocas sedimentarias, produce grietas y fracturas, dejando huellas permanentes, formando así estructuras geológicas. Las llamadas estructuras geológicas son las huellas (resultados) de la deformación y el desplazamiento de las rocas provocado por el movimiento de la corteza terrestre. El movimiento de la corteza terrestre es la causa de las estructuras geológicas y las estructuras geológicas son el resultado del movimiento de la corteza terrestre. Sabemos que el interior de la corteza terrestre se encuentra en un estado fluido y caliente. Y la estructura de la corteza terrestre no es uniforme. Algunos lugares son fuertes y otros son débiles. Todavía hay mucha presión sobre el material que fluye en la corteza terrestre. Cuando encuentren lugares relativamente débiles en la corteza terrestre, el magma brotará de estos lugares débiles debido a la alta temperatura y presión, y después de la expulsión, se enfriará y formará rocas ígneas. Estas nuevas rocas siguen acumulando rocas y formaciones circundantes, alejándolas como si fueran dos lados. Esto resulta en el lento movimiento de la corteza terrestre. Ejemplos típicos son las dorsales oceánicas y la colisión de las placas Índica y Euroasiática.
Productos del movimiento de la corteza terrestre
Desde el nacimiento de la tierra, la corteza ha estado en constante movimiento, ya sea horizontal o vertical. Los movimientos de la corteza terrestre crean formas terrestres en constante cambio en la superficie terrestre y dominan los cambios en la tierra y los océanos. Se puede demostrar el movimiento de la corteza terrestre mediante geodesia. Por ejemplo, se ha medido que la distancia entre Greenwich y Washington se reduce en 0,7 metros cada año. Si esto continúa, en 6.543,8+ mil millones de años, el Océano Atlántico desaparecerá y Eurasia se encontrará con el continente americano. Los fósiles también son evidencia de movimiento de la corteza terrestre. En las rocas del Himalaya se han encontrado fósiles de muchos organismos marinos antiguos, como trilobites, graptolitos y corales, lo que indica que alguna vez existió un vasto océano. Los artefactos también son una buena prueba. Las columnas de mármol de un antiguo templo en Poselli, Italia, están a entre 4 y 7 metros del suelo y muestran rastros de invasión de mariscos marinos. Se puede ver que después de la construcción del templo, una vez se hundió y quedó sumergido en el agua del mar, y luego salió del agua con la tierra. Además, los volcanes, los terremotos, la geomorfología y el paleomagnetismo pueden proporcionar muchas pruebas del movimiento de la corteza terrestre. La deformación y el desplazamiento de la corteza causados por el movimiento de la corteza terrestre a menudo se conservan en las rocas de la corteza terrestre y se convierten en evidencia del movimiento de la corteza terrestre. En las zonas montañosas, a menudo podemos ver formaciones rocosas expuestas, algunas de las cuales son inclinadas y curvas, y otras son fallas escalonadas. Estas son las "huellas" del movimiento de la corteza terrestre y se denominan formaciones geológicas. Los accidentes geográficos resultantes se denominan accidentes geográficos tectónicos. Los movimientos de la corteza terrestre a lo largo del tiempo geológico, aunque no se conocen mediante mediciones directas, han dejado huellas en la corteza. En zonas montañosas con rocas expuestas, las capas de rocas sedimentarias suelen estar inclinadas, curvadas e incluso escalonadas, lo que es el resultado de la deformación de las rocas. En la zona costera de Rongcheng, Shandong, China, la antigua playa se encuentra ahora entre 20 y 40 metros sobre el nivel del mar. En Zhangzhou y Xiamen, Fujian, las antiguas playas ya se encuentran a unos 20 metros sobre el nivel del mar, lo que indica que la corteza en estos lugares está aumentando. El antiguo canal del río Haihe, de unos 7 kilómetros de largo, fue descubierto en el fondo del mar de Bohai de mi país, lo que demuestra que el mar de Bohai y sus zonas costeras son áreas que han disminuido con relativa rapidez en los tiempos modernos. Otro ejemplo es la hermosa Piedra Yuhua producida en Yuhuatai, Nanjing. Estos guijarros lisos tienen hermosos diseños y son restos naturales de antiguos lechos de ríos. Hay una gran cantidad de adoquines acumulados en Yuhuatai, lo que indica que alguna vez hubo un río aquí. Posteriormente, la corteza terrestre se elevó y el cauce del río fue abandonado, convirtiéndose en la grava de Yuhuatai, que es mucho más alta que el nivel del agua del río Yangtze.
Plegamiento
Cuando las capas de roca se comprimen fuertemente por el movimiento de la corteza, se produce una deformación por flexión. Esta deformación se denomina plegamiento. La corteza terrestre está plegada y elevada, formando a menudo cadenas montañosas. Muchas de las montañas más altas del mundo, como el Himalaya, los Alpes y los Andes, son montañas plegadas.
Se forman por la colisión y extrusión de placas de la corteza terrestre y por pliegues y levantamientos a gran escala en los límites de las placas. Hay dos formas básicas de pliegues del movimiento de la corteza: anticlinales y sinclinales. Los estratos anticlinales generalmente se arquean hacia arriba, mientras que los estratos sinclinales generalmente se curvan hacia abajo. Geomorfológicamente, los anticlinales a menudo se convierten en montañas y los sinclinales a menudo en valles o cuencas. Las cimas de los anticlinales de muchas estructuras plegadas se erosionan fácilmente hasta convertirse en valles debido a la tensión, mientras que las depresiones sinclinales se comprimen y tienen una litología dura que no se erosiona fácilmente y, en cambio, se convierten en montañas.
Falla
Cuando la fuerte presión o tensión generada por el movimiento de la cáscara supera lo que la roca puede soportar, el macizo rocoso se romperá. Cuando un macizo rocoso se rompe, las rocas a ambos lados de la superficie de fractura tienen una dislocación y desplazamiento evidentes, lo que se denomina falla.
Existen dos formas básicas de fallas: horsts y grabens. El que tiene el bulto en el medio y el colapso en ambos lados se llama bastión. Por el contrario, el que se hunde por la mitad y se abulta por ambos lados se llama graben.
En geomorfología, las grandes fallas suelen formar valles de rift o acantilados, como el famoso Gran Valle del Rift (graben) en África Oriental y el gran acantilado (horst) en la ladera norte del Monte Huashan, que es un Tipo de falla en China. Las rocas que se elevan en un lado de la falla a menudo forman enormes montañas o tierras altas (horsts), como Huashan, Lushan y Taishan en China, las rocas que se hunden relativamente en el otro lado a menudo forman valles o tierras bajas (grabens), como las de China; Llanura de Weihe y cuenca del río Fenhe. En las zonas tectónicas de fallas, debido a la fragmentación de las rocas y la vulnerabilidad a la meteorización y la erosión, a menudo se desarrollan valles y ríos.
Comprender las leyes de las estructuras geológicas es de gran ayuda para la prospección de minerales, agua y construcción de ingeniería. Por ejemplo, en formaciones rocosas que contienen petróleo y gas natural, los anticlinales son buenas estructuras de almacenamiento de petróleo; las cuencas estructurales sinclinales favorecen el almacenamiento de agua subterránea y, a menudo, forman cuencas de gravedad. En términos de construcción de ingeniería, si un proyecto de túnel cruza una falla, se deben tomar las medidas de refuerzo de ingeniería correspondientes para evitar el colapso. La selección del sitio de grandes proyectos, como embalses, debe evitar las zonas de falla para evitar inducir actividad de falla y causar terremotos, deslizamientos de tierra y fugas; y otras consecuencias indeseables como resultado de.
Teoría del movimiento de la corteza terrestre
Teoría de la contracción
Idea central: La Tierra era inicialmente un cuerpo fundido y se fue enfriando gradualmente. El enfriamiento comienza con la apariencia. La corteza terrestre se formó primero por enfriamiento. Posteriormente, gradualmente se enfrió y se contrajo dentro de la Tierra, y su volumen se hizo más pequeño. En este momento, la corteza se vuelve demasiado grande y se pliega. Como una manzana seca, la piel está arrugada. Pregunta: Según esta teoría, la distribución de los pliegues en la corteza terrestre debería ser aleatoria, pero en realidad la distribución de los pliegues tiene ciertas reglas. En particular, el descubrimiento de elementos radiactivos demuestra que la Tierra no se enfría debido a cambios térmicos. Se rechaza la visión del contraccionismo.
Teoría de la inflación
Idea central: La Tierra tuvo un período de temperatura muy alta y, al mismo tiempo, había una capa de expansión en la parte inferior de la corteza terrestre. Debido a que la capa de expansión se expande debido al calor, la corteza se agrieta, lo que explica la formación de algunas fallas, crestas y valles de rift profundos y grandes. Problemas: La formación de pliegues compresionales y fallas de cabalgamiento a gran escala no se puede explicar. Y la expansión debería ser universal y aún no descubierta en otros planetas.
Hipótesis de la pulsación
Idea central: debido a la alternancia de condiciones frías y calientes en la Tierra, las oscilaciones periódicas (pulsaciones) de la corteza terrestre se calientan y elevan, y las depresiones regionales se enfrían. Problema: se ignora el movimiento horizontal. Tampoco hay evidencia de alternancia entre frío y calor.
Teoría de los cambios en la velocidad de rotación de la Tierra
Li Siguang señaló que los cambios en la velocidad de rotación de la Tierra son una causa importante del movimiento de la corteza terrestre. Idea central: las estructuras geológicas se pueden dividir en cinturones estructurales en forma de cinturón con tendencia este-oeste. Un cinturón estructural meridional de norte a sur. Cuando la rotación de la Tierra se acelera, debido a la fuerza centrífuga, el material de la corteza terrestre se concentra hacia el ecuador, lo que equivale a ser comprimido de norte a sur, formando un cinturón estructural en forma de cinturón (este-oeste). Por el contrario, cuando la rotación de la Tierra se ralentiza, el material de la corteza terrestre se propaga desde el ecuador hacia los polos, formando un cinturón tectónico meridional (norte-sur).
La teoría de la convección del manto
La teoría de la tectónica de placas fue propuesta por primera vez por Holmes en el Reino Unido. Idea central: la convección térmica del material del manto hace que la litosfera que lo transporta se mueva horizontalmente. Surge una pregunta: ¿Puede ocurrir convección térmica en los materiales del manto? ¿Cuál es el alcance y la escala de la convección?
En resumen, estas opiniones sólo analizan una parte de la situación, no toda la situación. La persistencia a largo plazo de estas opiniones ilustra un problema: los humanos no han encontrado la verdadera causa de la orogenia y la expansión del fondo marino. Si se descubriera, sería imposible tener múltiples teorías contradictorias.
Historia del descubrimiento
Movimiento a gran escala de la superficie de la Tierra
La geología tradicional descubrió por primera vez el movimiento vertical de la superficie de la Tierra. La evidencia es que se han encontrado rocas sedimentarias marinas en lo alto de las montañas, así como mariscos fósiles exclusivos del océano.
Esto muestra que en el pasado geológico, la corteza de algunas áreas continentales alguna vez fue oceánica. En geología existe la llamada transgresión y regresión, lo que significa que la corteza local tiene ondulaciones. Sin embargo, la geología convencional niega que alguna vez hayan ocurrido movimientos horizontales a gran escala en la superficie de la Tierra. Crustal Movement resume una serie de resultados de investigaciones en geociencia posteriores a la década de 1960, que demuestran que se han producido desplazamientos horizontales a gran escala de la superficie terrestre a lo largo de la historia de la Tierra y que las posiciones relativas de los continentes han cambiado significativamente. Las principales evidencias son: ① La zona sísmica global perfila seis placas, lo que demuestra que la litosfera en la superficie terrestre no es una pieza completa. (2) La investigación paleomagnética muestra que las posiciones polares paleomagnéticas obtenidas del magnetismo de rocas en varios continentes no coinciden, pero las curvas de cambio de polos dibujadas basándose en el magnetismo de rocas en diferentes eras geológicas en cada continente tienden a coincidir con las posiciones polares magnéticas modernas. ③ Las zonas de anomalía magnética a ambos lados de la dorsal oceánica indican que la corteza del fondo marino se está expandiendo hacia ambos lados desde la dorsal oceánica, y la litosfera continental transportada por cada placa se desplaza horizontalmente.
Movimiento vertical de la superficie terrestre
Debido al mosaico de seis placas mayores y otras placas pequeñas, el movimiento horizontal de las placas producirá inevitablemente movimientos verticales secundarios en los límites de las placas y dentro de las placas: ① Placa La placa oceánica en la zona de subducción se hunde en el manto con una cierta inclinación (2) el borde de la placa continental adyacente se ve afectado por el movimiento sustractivo y se hunde, y rebota durante los terremotos; Se forma debido a la presión de empuje lateral del continente. El levantamiento o engrosamiento de la litosfera hace que las capas de roca se doblen geológicamente, formando montañas y valles.
Además, debido al afloramiento de material del manto, la litosfera en algunas áreas puede generar tensiones de tracción, formando rifts extensionales o cuencas de fallas. Desde la perspectiva del equilibrio de la corteza terrestre, el movimiento vertical de la superficie terrestre está fundamentalmente restringido por la gravedad terrestre.
La transformación de la corteza terrestre por fuerzas externas
Los procesos geológicos externos se refieren a la meteorización, la erosión, el transporte, la sedimentación y la diagénesis de consolidación. 1. La meteorización se refiere al proceso geológico en el que las rocas y minerales de la corteza terrestre se descomponen y destruyen in situ bajo la acción de la temperatura superficial o cercana a la superficie, el aire, el agua y los organismos. La meteorización ablanda o rompe las rocas superficiales. 2. La denudación se refiere a la superficie de las rocas y minerales. Debido a la meteorización, estos pueden descomponerse y romperse bajo la acción del agua corriente o del viento, alejándose de sus efectos originales. La denudación es muy común en la superficie de la Tierra y da forma a una variedad de accidentes geográficos en la superficie. Por ejemplo, la erosión eólica puede formar rocas en forma de hongo y la erosión hídrica puede formar zanjas y valles. 3. El proceso desde sedimentos sueltos hasta rocas sedimentarias consolidadas se llama diagénesis. Los sedimentos de todo tipo comienzan sueltos. A lo largo de largos períodos geológicos, los sedimentos más nuevos se van cubriendo de los sedimentos más antiguos. Los sedimentos más antiguos se van enterrando profundamente, debido a la presión de los sedimentos superiores. Al mismo tiempo, debido a la disolución y precipitación del agua de los poros, las partículas se cementan entre sí; algunas partículas se recristalizan; Finalmente, los sedimentos sueltos se consolidan formando roca. Las rocas formadas por diagénesis sedimentaria se denominan rocas sedimentarias.