环太平洋板块边界的板块活动最为活跃,故此地震作用和火山作用也最为频密。
板块实际上就是岩石圈,包含了地壳以及一小部分的上部地函(地幔)。因此板块没有“大陆板块”与“海洋板块”的分法,只有依其成分组成命名为“大陆性的板块”与“海洋性的板块”.
板块之间有三种相对运动方式:聚合、张裂与保守(错动)三种方式,所以板块之边界可分为张裂型板块边界和聚合型板块边界和错动型板块边界三种类型。
聚合型板块边界是板块相互挤压的地区,在地貌上表现为海沟、火山岛弧、褶皱山脉等。
张裂型板块边界是板块相互拉张的地区,在地貌上表现为裂谷、中洋脊等。错动型板块边界(保守性板块边界)是两个板块互相摩擦的地区,转换断层发育。
其运动方式类似地表的走向滑移断层,面积无改变而称之为保守性。
汇聚型边界两侧的板块相向运动,是一个地质作用复杂的地区,它以岩浆作用和构造变形变质作用为特征,又可以分成两种基本类型:俯冲型边界和碰撞型边界。俯冲型边界有一侧的板块俯冲到软流圈,并受热熔融并最终成为地幔的一部分,由于陆壳物质的密度较小,洋壳的密度较大,发生俯冲的板块通常是大洋板块,俯冲作用通常会形成海沟、岛弧、弧后盆地的地貌组合,称为沟—弧—盆体系;碰撞型边界两侧通常都是大陆板块,二者不会发生俯冲而进入地幔,最终发生地壳的变形缩短并“焊接”在一起,在板块的结合处形成一系列的山脉。
转换型边界位于相邻板块相互错动的地方,沿转换断层发育,在边界处既没有物质的增生,也没有物质的消减。转换型边界的地震影响如图所示,它们分隔了大洋洋脊。断裂两边出现的地质体年龄略有差别。值得注意的是在断裂带附近,地壳减薄。
板块构造学说是1968年法国地质学家勒皮雄与麦肯齐、摩根等人提出的一种新的大陆漂移说,它是海底扩张说的具体引伸。
板块构造,又叫全球大地构造。所谓板块指的是岩石圈板块,包括整个地壳和莫霍面以下的上地幔顶部,也就是说地壳和软流圈以上的地幔顶部。新全球构造理论认为,不论大陆壳或大洋壳都曾发生并还在继续发生大规模水平运动。但这种水平运动并不象大陆漂移说所设想的,发生在硅铝层和硅镁层之间,而是岩石圈板块整个地幔软流层上像传送带那样移动着,大陆只是传送带上的“乘客”。
据physorg网站2007年11月21日报道,太阳系外发现的巨大类地行星被命名为“超级地球”。“超级地球”引发科学家们研究他们在哪些方面可能像地球的浓厚兴趣。最近,哈佛大学科学家们指出,这些类地行星也适用于地球板块构造学说。
然而,哈佛行星科学家黛安娜.巴伦西亚和她的同事在《天体物理学》杂志上发表的一篇论文预测,“超级地球”(其质量是地球的一倍至十倍大)同样也会通过板块构造来提供维持生命的必要条件之一。
该论文的作者巴伦西亚称,“这些超级地球中的一些可能在他们的太阳系中也处于‘可居住区域’,这就是说他们离他们的母恒星的距离恰好合适,有液态水存在,因此会有生命。尽管最终只有这些行星的热和化学进化能够决定是否他们适合居住,但是这些热和化学特性却极其依赖于板块构造学说。”
通过全面模拟这些具有大片陆地的超级地球的内部结构,巴伦西亚和他的研究小组发现“超级地球”的质量与其板块与板块应力值之间的存在的联系。这些应力值,部分是很慢的,慢慢地改变着地球的地幔。应力值是板块变形和潜没(一个板块沉入另一个板块的下面)的背后驱动力。因为这些“超级地球”质量比地球大,所以这股驱动力也要比地球大得多。
研究小组发现随着行星质量的增大,切变力就会增加,板块厚度减小。这两种因素削弱了板块,使板块减少,这是板块构造学说中的关键部分。因此科学家们称,“超级地球”很容易满足板块变形和潜没所需要的条件。他们的研究结果显示,板块构造学说特别适用于更大质量的超级地球。
巴伦西亚说,“我们的研究证明,‘超级地球’存在板块构造运动,即使这些行星上没有水存在。”
未来,我们可以使用美国宇航局的陆地行星探测者或欧洲航天局的达尔文项目来验证这些结论。欧洲航天局达尔文项目将由三个天文望远镜组成,旨在于搜寻类地行星。
勒皮雄在1968年将全球地壳划分为六大板块;太平洋板块、亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块(包括澳洲)和南极板块。其中除太平洋板块几乎全为海洋外,其余五个板块既包括大陆又包括海洋。细分全球有八个主要板块:
非洲板块-非洲、南大西洋东半部及印度洋西侧;非洲板块-非洲、南大西洋东半部及印度洋西侧。
印澳板块-印度、澳洲、新西兰及大部分的印度洋;印澳板块-印度、澳洲、新西兰及大部分的印度洋。
太平洋板块-大部分的太平洋 (包含美国南加州海岸地区);太平洋板块-大部分的太平洋(包含美国南加州海岸地区)。
纳斯卡板块-紧临南美洲的太平洋东侧;纳斯卡板块-紧临南美洲的太平洋东侧。
北美板块-北美洲、北大西洋西半部及格陵兰;北美板块-北美洲、北大西洋西半部及格陵兰。
南美板块-南美洲与南大西洋西半部;南美板块-南美洲与南大西洋西半部。
南极板块-南极洲与南大洋。南极板块-南极洲与南大洋。
此外还有至少二十个小板块,如阿拉伯板块、科克斯板块及菲律宾海板块等。在板块边界的地震发生异常频繁,将震央—点出即可明显看出板块的边界何在。
板块之间的边界是大洋中脊或海岭、深海沟、转换断层和地缝合线。这里提到的海岭,一般指大洋底的山岭。在大西洋和印度洋中间有地震活动性海岭,另名为中脊,由两条平行脊峰和中间峡谷构成。太平洋也有地震性的海岭,但不在大洋中间,而偏在东边,它不甚崎岖,没有被中间峡谷分开的两排脊峰,一般叫它为太平洋中隆。海岭实际上是海底分裂产生新地壳的地带。转换断层,是大洋中脊被许多横断层切成小段,它不是一种简单的平移断层,而是一面向两侧分裂,一面发生水平错动,是属于另一种性质的断层,威尔逊称之为转换断层。两大板块相撞,接触地带挤压变形,构成褶皱山脉,使原来分离的两块大陆缝合起来,叫地缝合线。一般说来,在板块内部,地壳相对比较稳定,而板块与板块交界处,则是地壳比较活动的地带,这里火山、地震活动以及断裂、挤压褶皱、岩浆上升、地壳俯冲等频繁发生。
地球的大陆一直在以肉眼观察不到的速度缓慢移动,运动的动力来源就是地球内部的地幔对流。地幔在地下的缓慢移动,带动了地表处的岩石也一起运动,每年移动的速度只有几厘米,但是经过几百万年、几千万年的运动,就会使大陆漂移到数千千米的远方。这就是板块运动学说所描述的板块运动过程。
板块运动对地球的影响是深刻的,它改变了整个地球的地形,让一些地方高耸入云,让另一些地方深不见底。板块运动还导致了地球物质的循环。例如,植物消耗大气中的二氧化碳,利用光合作用产生氧气,动物以植物为食。二氧化碳还加强了地球大气的温室效应,把地球变成了一个温暖的行星。其实,大气中所含的二氧化碳或者溶解在海水中,或者以碳酸钙的形式固定在地球的岩石中。岩石受到雨水的冲刷后,一部分物质进入海洋,沉积在海底。这部分沉积岩会随着板块运动,在海沟位置插入地球内部,最终再通过火山喷发,变成气体返回到大气中。除了二氧化碳外,地球上还有一些物质以这种方式在地球的表面和内部之间循环。
但是,假如板块运动停止了,地球会变成什么样呢?没有了板块运动,地球上的火山活动、地震以及造山运动几乎不会发生。这样,地球原本凹凸不平的地形会因为上亿年的风吹雨打,将变成没有任何起伏的大平原。地球表面环境的雷同使生物界发生根本性的变化,不会有高山物种存在,也不会有深海生物繁衍,只有平原上的生物,以及一些适应浅水环境的生物生活在地球上。不论在地球的什么地方,物种都是千篇一律的组合。多样性的丧失令生物界变得很乏味。
地球上的气候也将发生根本性地改变。没有气体二氧化碳通过火山口喷出,大气中的二氧化碳依然会以碳酸钙的形式固化,导致温室效应减弱,地球变得越来越寒冷。
还有更危险的事情发生。根据现在地球磁场产生的理论,如果没有了地幔对流,地球磁场也将不再存在。这样,原本被地球磁场屏蔽的宇宙射线将穿透大气层,到达地球表面,引起生物界的灾难,导致生物大灭绝。当然,也许会有生物在宇宙射线的照射下顽强地活了下来,成为更具生命力的物种,但是这样的物种肯定不是现在生物界的生物。
板块运动是否可能会停止呢?地球内部的热量主要来自两个方面,一个是地球形成时的残余热量,另一个是地球内部放射性元素衰变的热量。地核的热量缓慢地向外传导,穿过地幔和地壳,令地球维持目前的温度。显然,地核正在慢慢冷却,只是这个过程比较漫长。地球内部的放射性元素来自它形成时积聚的尘埃元素,因此元素的量也是有限的。当放射性元素消耗殆尽的时候,这个地下热源就没有了。
因此,随着地核的逐渐冷却,以及放射性元素全部衰变掉后,地球的内部将逐渐冷却,驱动地幔产生对流的热源将不再存在,那么地幔对流也就停止了。没有了地幔对流,地表的板块缺少动力来源,也就停止了运动。如果数据显示,在地球寿终正寝之前板块运动就将停止,也许人类要考虑提前搬家到其他星球了。
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