1. Глобални причини за пространствено-времевото разпределение на земетресенията

Много изследвания са посветени на пространствено-времевото, както и на магнитудното разпределение на събитията.

Възникването на теорията за тектоника на плочите е научна революция в геологията. Идеите за нея започват да се оформят след изследването на океанското дъно през 50-те години на 20 век, като те запълват голяма празнина в знанията за геоложкия строеж на земната повърхност. Това довежда до установяване глобалната система на срединно-океански хребети (СОХ) и детайлно изучаване на строежа и морфологията им. Също така посредством тези изследвания категорично се доказва младата възраст на утайките в леглото на Световния океан и неговата подвижност. Установява се, че най-старите седименти са с горноюрска възраст. Изясняват се особеностите на дълбоководните жлебове и връзката им с островните дъги, а разнообразни геофизични изследвания дават много данни за вътрешния строеж на Земята, свързан с разслояването на земната кора, мантията и ядрото, с земното магнитно поле и еволюцията му, също и много данни за изясняване на съвременната сеизмична активност и механизма на земетресенията. С решаване на проблемите в геологията започват да се занимават специалисти с добра физико-математическа подготовка, които използват нови методи и имат нов начин на мислене.

Съществуват 14 литосферни плочи, които са представени на Фиг. (1)

Тектонските плочи са масивни, с неправилни очертания “парчета” от твърди скали, най-общо съставени и от континентална, и от океанска литосфера. Размерът на плочите варира от няколко стотици до хиляди километри; Тихоокеанската и Антарктическата плочи са най-големи.

Земната повърхност е изградена от два вида земна кора – по-тежката океанска, характерна за океанското дъно и континенталната, върху която живеем. Океанската кора достига до 8 км дебелина, а континенталната до 40 км.

Континенталната кора е изградена от гранити, които са съставени от по-леки минерали като кварц и фелдшпат. Обратно, океанската кора е изградена от базалти, които са по-плътни и по-тежки.

Дебелината на плочите варира – от около 15 км за младите океански литосфери до около 200 км за древните континентални (напр. за вътрешните части на Северна и Южна Америка).

Главното в нея е, че тя е глобална – разглежда процеси и явления, които се извършват едновременно в планетарен мащаб. Дава обяснение за процеси и явления, които са били обект на изучаване от различни клонове на геологията – петрология, геохимия, палеонтология, стратиграфия, полезни изкопаеми.

Идеята за реологична стратификация на мантията се основава на представата за ясен слоест строеж на вътрешните обвивки на Земята (литосфера и мантия). В техния състав се обособяват 3 слоя съществено различаващи се по физико-механични свойства, състав и режим на движение. Това са литосфера, астеносфера и долна мантия (Мезосфера (мантия)).

Изхождайки от реологичната стратификация на глобуса може да се види, че Литосферата е единствен предавател и генератор на тектонски движения. Най-простата форма на движение би била хоризонталното плъзгане на крехката литосфера върху пластичната астеносфера.

Цялата система на глобалния тектонски модел е изградена от няколко придвижващи се в латерално направление литосферни плочи (виж Фиг.2).


Фиг. 2 Детайлна карта показваща тектонските плочи и векторите на движението им.

В състава на една плоча може да влизат както участъци от континента, така и от океански басейни. Континентите като айсбергоподобни късове са впоени в литосферата и заедно с нея пасивно участват в движението на плочите.

Тектониката на плочите предполага, че в активни зони – срединно - океанските хребети, литосферните плочи нарастват и се раздалечават, т.е се извършва спрединг на океанското дъно. Това предизвиква или потъване на плочите и тяхното унищожаване във вторите зони (системата от островни дъги и дълбоководни жлебове) или тяхното сблъскване. Сблъскването води до образуване на нагънати форми (планини).

Най-важните геодинамични явления, които се наблюдават на повърхността на Земята са резултат на активна тектоника, която има място в определени зони на Земята. Тези зони пространствено се разделят на две фрактурни системи, които определят границите на главните литосферни плочи. Те са континенталната разломна система и системата на срединно-океанските хребети и рифове.

Континенталната разломна система е разположена в Евразийско-Меланезийската зона (Гибралтар-Балкани-Иран-Хималаи-Бирма-Индонезия) и Тихоокеанският кръгов пояс (крайбрежието на Тихи океан с изключение на крайбрежните зони на Северна Америка). В тази система, изцяло от нови планински вериги, островни дъги и андезитови вулкани, се намират фокусите на всички дълбоки земетресения (h>300 km) и повечето от плитките. В тази система имат място литосферна конвергенция и деструкция на кората.

Срединно-океанските хребети са издигания на океанската кора, които вървят по Атлантическия океан от север на юг и пресичат Индийския и Тихия океани. На някои места височината на рифовете достига до 3000 м над океанското дъно. Тази фрактурна система пресича също и континенталната част, както е в източна Африка и западна Северна Америка. Тук се наблюдават само плитки земетресения (h>60 km). В тази система имат място литосферна дивергенция и генерация на нова кора.

Един от най-важните аргументи на плейттектониката (тектониката на плочите) е именно концентрацията на сеизмичността в определени, тесни зони, които се идентифицират с границите на плочите.
1.1.3. Относителни движения на плочите  
През 1915 година Алфред Вегенер формулира теорията за отклонението на континентите, която сравнява  континентите със салове движещи се върху лепкаво дъно. По онова време той е  жестоко критикуван от научните кръгове. Но тектониката на плочите актуализира отново  теорията му. Сега знаем, че цялата литосфера се движи, като повлича със себе си  и континентите. Относителните местоположения на континентите са се променяли с  течение на геоложките ери. Много вероятно е в даден момент те да са били една  единна маса – Пангея ( виж Фиг.3). В наши дни Европа и Америка продължават да се отдалечават  със скорост от 2 до 3 см на година, чрез образуване на нова кора от  Средноатлантическия хребет. Арабската и Африканската плочи също се отдалечават - разломите в Червено море и в Аденския залив се разширяват.


 

Фиг.3 Форма на континентите, когато са образували един континент – Пангея

Тектониката на плочите, се характеризира с два процеса: “разширяване” и “сближаване”. Разширяването се появява, когато две плочи се отдалечават една от друга и се формира нова кора, която излиза на повърхността. Сближаването се появява, когато две плочи се сблъскат и краят на едната се пъхне под другата, където се унищожава мантия. Има осем основни плочи:

- Северноамериканска Плоча - Северна Америка, западен Северен Атлантик и Гренландия;

- Южноамериканска Плоча – Южна Америка и западен Южен Атлантик;

- Антарктическа Плоча – Антарктика и “Южен Океан”;

- Евро-азиатска Плоча – източен Северен Атлантик, Европа и Азия, без

Индия;

- Африканска Плоча - Африка, Източен Южен Атлантик и западен Индийски Океан;

- Назка Плоча – източен Тихи Океан близо до Южна Америка;

- Тихоокеанска Плоча – повечето от Тихия Океан (и южният бряг на Калифорния);

Най-важните особености на теорията на тектоника на плочите са:

- Всеобхватна е и обяснява всички важни процеси и явления изучавани от различни геоложки клонове;

1.1.4. Историята на възникване и развитие на идеите обединени в новата глобална тектоника

Тя от идея вече е станала теория и позволява създаването на теоретичен модел на всички обвивки на планетата. Преосмислят се наличните геоложки, геофизични и геохимични данни с цел разработване на точна теория на земната еволюция. Тази теория обединява различни идеи появили се в миналите столетия - идеите за дрейф на континентите (Вегенер, 1915 и др.). През 1928 Холмс предлага механизъм за термални движения в мантията като движеща сила за континенталният дрейф. Той предполага, че теченията на възходящ пластичен материал в мантията разкъсват континента на две половини, а там където течението потъва в мантията се формират планински вериги. Тези идеи се доразвиват от Майниц, а идеите за спрединг на океанското дъно от Хес и доразработени от Дитц, Уайн, Матюз и Уилсън (1965 г.). Като обща хипотеза теорията е изложена през периода 1967-1968 в серия публикации с осъзнаването ролята на реологичното разслояване във вътрешните обвивки на Земята и обособяването на астеносферата и литосферата. За пръв път в цялостен вид хипотезата е изложена от Морган (1967) на геоложка конференция на американския геофизичен институт. По-късно основните принципи се разглеждат от Макензи и Паркър (1967), които използват хипотезата за интерпретация на ориентировката на напреженията във фокусите на земетресенията по крайбрежията на Тихия океан, като на база конкретен фокален механизъм интерпретират движенията на големите литосферни плочи. Ксавие ле Пишон (1968) показва, че тази концепция получава съгласувана кинематична картина в глобален мащаб съобразена със законите на кинематичната геометрия и прави успешен опит за анализ на палеокинематичната еволюция на планетата през неогена. Обобщенията на Айзъкс, Оливър и Сайкс (1968) систематично използват концепцията за обобщение на глобалния тектонски модел, като доказват, че тази хипотеза може да обясни природата на земетресенията, без да влизат в противоречие с емпиричните данни. След 1968, развитието на новата глобална тектоника е свързана с имената на геолози от различни страни, а бума е на световния геоложки конгрес в Мелбърн 1975. Интензивно плейт-тектонски идеи се развиват между 1972-1980, когато изследователската програма на световния геофизичен институт изследва океаните с подводно сондиране и драгиране, като всички факти потвърдиха категорично принципите на концепцията.

1.1.5. Доказателства за тектоника на плочите
Земно магнитно поле (палеомагнитно поле)
Палеомагнетизмът се занимава с изучаване на земното магнитно поле през различните геоложки епохи. Изследването на палеомагнитното поле представлява голям теоретичен и практически интерес. Първият е свързан с проблема за развитието на Земята и нейния строеж, вторият – с установяване на абсолютната възраст на скалите – палеомагнитна хронология.

Обект на палеомагнитните изследвания е остатъчната намагнитеност

на скалите от различни геоложки епохи, т.е онази намагнитеност, която скалите са придобили в периода на своето образуване и която се е запазила до наши дни.

При палеомагнетизма се приема, че земното магнитно поле във всички геоложки епохи е поле на дипол в центъра на земята, ориентиран по земната ос, така че направлението на остатъчното намагнитване съвпада с направлението на земното магнитно поле в “момента” на образуване на скалата.

Чрез остатъчното намагнитване скалите консервират палеомагнитното поле, т.е геомагнитното поле на онази геоложка епоха, в която са се образували.
Хипотези за палеомагнетизма:
Хипотеза на фиксация: при образуване скалите се намагнитват по направление и място на геомагнитното поле от времето и мястото на тяхното образуване.

Хипотеза за съхранение - придобитата в момента на образуването намагнитеност се запазва в скалата в геоложки мащаб време.
- На континентите – Намагнитването на скалите осигурява строго доказателство за движението на континентите.
- На морското дъно – магнитните ивици, дължащи се на непрекъснатото формиране на ново морско дъно по срединно-океанските хребети - нанасянето на ивиците, дължащо се на обръщането на полюсите на земното магнитно поле – имаме механизъм за раздалечаване на континентите.
- Магнитната история може да се използва като допълнителен часовник за целите на датирането на геоложките епохи и образувания.

1.1.6. Видове граници между основните тектонски плочи

Фиг.4 Видове граници между плочите
Съществуват три типа граници (виж Фиг. 4)
- Граници отговарящи на осовите части на СОХ, по които в условия на разтягане чрез възходящо придвижване на астеносферен материал се формира нова океанска кора. Наричат се дивергентни (конструктивни) граници на плочите. Те  са център на интензивен вулканизъм произвеждащ кубически километри базалт с  еднообразен състав. Натрупването на този базалт представляващ изстиналата лава  в морето образува новата океанска кора и двете съседни плочи се движат в  обратна посока, като се отдалечават една от друга. Вулканизмът се придружава от  сеизмична активност на малка дълбочина.

• 
  Граници, които отговарят на областите на дълбоководните бразди и по които става сблъскване на литосферните плочи. В тези участъци се осъществява подпъхване на една литосферна плоча под друга и потапянето й в пластичната астеносфера и навличането на другата върху нея. По тези граници става разрушаване на литосферата и затова те се наричат още конвергентни (деструктивни);
  

Като се потопява от горе на долу, долната плоча предизвиква механично

триене изразяващо се в натрупване на енергия и освобождаването й чрез  земетресения. Процеса на триене предизвиква и производството на магма  захранваща вулкани с експлозивен характер. Долната плоча притиска и деформира  силно горната като образува удебеляване, от което се формират планински вериги.  Ако двете плочи са океански, като в западната част на Тихия океан, удебеляването  се появява като островна дъга отрупана с голям брой вулкани. Ако океанска плоча  се сблъска с континентална, то океанската плоча потъва и предизвиква  образуването на могъща планинска верига около границата на континенталната  плоча. Такъв е примерът с Андите. Ако движението продължи, ще доведе до сблъсък  на две континентални плочи. Тогава движението се блокира. Такъв е случаят с  Хималаите.

- Трансформни граници. Това са големите разломи, които пресичат СОХ. Това са т.нар. трансформни разломи, по които литосферните плочи се придвижват латерално една спрямо друга. Те са дълбокопроникващи и се наричат още консервативни граници на плочите. При този тип граници не се създава или ликвидира литосфера. Движението се материализира чрез големи вертикални пукнатини - трансформиращи  пукнатини, по дължината на които триенето е силно и предизвиква големи  земетресения. Разломът Сан Андреас е пример за това.

На всеки тип граници на плочите отговарят определени геодинамични условия, които включват строго определен дълбочинен строеж и се характеризират с възникване на определен, само за дадения район, комплекс от тектонски нарушения, магматични, седиментни и метаморфни скали и свързаните с тях находища на полезни изкопаеми.

1.1.7. Основни сеизмични пояси
Почти всички земетръсни огнища са привързани към райони, които от своя страна са части от много дълги пояси, наречени сеизмични. На фиг. 5 е показана схема на земетръсните пояси на Земята. Тези сеизмични пояси

в общи линии очертават границите на тектонските плочи. Според вида на относителните движения по краищата на плочите различаваме три основни типа контактуване между тях, респективно - три тима земетръсни пояса.

Ако контактуването става между две океански плочи, техните граници включват подводните хребети, които очертават Средноокеанския сеизмичен пояс. По краищата на контакта между две океански плочи, морското дъно непрекъснато се разкъсва и отдалечава.

Другият основен тип взаимодействие е това на континентална с океанска плоча. То се осъществява предимно по периферията на Тихия океан. Краят на океанската плоча се плъзга надолу и се потопява под краищата на континенталната, която от своя страна, се възкачва над океанската плоча. В зоната на подпъхване възникват сложни процеси (механично триене, фазови преходи на веществото и др.), които водят до нарастване на напреженията и тяхното освобождаване под формата на катастрофални земетресения. Така се образуват дълбоките океански падини, крайбрежните високи планини и островните архипелази. Земетръсните огнища, които се създават от този вид контакт между плочите, са типични за Тихоокеанския сеизмичен пояс.

Третият тип контактуване става по границите между две континентални плочи. Това са най-сложните контакти, където относителното движение е различно и многопосочно. Такова взаимодействие има най-вече по Алпо-Хималайския сеизмичен пояс, по цялата дължина на планинските вериги между Алпите и Хималаите. Границите между континенталните плочи тук са свързани с интензивно планинообразуване.

80% от сеизмичната енергия годишно се отделя в Тихоокеанския сеизмичен пояс, обхващащ Нова Зеландия, Япония и Камчатка на запад и западните части на Северна и Южна Америка. По-голямата част от останалата енергия се отделя в Алпо-Хималайския сеизмичен пояс, към който принадлежим и ние.

Алпо-Хималайският сеизмичен пояс започва от Канарските острови, обхваща Алпите и страните около Средиземно море, минава през Мала Азия, Кавказ, Близкия изток, продължава през Хималаите и Китай и се свързва с Тихоокеанския пояс в областта на Индонезия.


Фиг. 5 Основни земетръсни пояси на Земята
В този пояс попада и Балканския полуостров. В Алпо-Хималайския пояс (наричан още Трансазиатска или Алпийска зона), преминаващ от Индонезия през Хималаите към Средиземноморието се е реализирала 22,9% от сеизмичната енергия станали от 1904г. до 1952г. Голяма част от земетръсните огнища в Алпо-Хималайския пояс са именно на границите между континентални плочи. Някои от движенията са от отседен тип по границите на плочите и това води до възникване на сравнително плитки, но много силни земетресения (например земетресенията по Северо - Анатолийската разломна зона - контактът между Европейската и Анатолийската плочи).
1.1.8. Сеизмичност на Европа

Сеизмичността в Европа е неравномерно разпределена в пространст-

вото и е концентрирана в южните части на континента. Основната причина за сеизмичните процеси тук е взаимодействието между Африканската и Евроазиатската плочи. Африканската плоча се движи на север и навлиза под Евроазиатската като това води до амфитеатрално разпределение на хипоцентрите по Егейската дъга.

В Европа най-сеизмични са Португалия, Италия, Гърция, Турция, България и други балкански държави.

Каталог: drago -> seismology
drago -> 1. How to make the Past Continuous Tense?
drago -> Present perfect finished or unfinished time present perfect tense
drago -> Present simple past simple tense
seismology -> Search earthquakes‘ в новосъздадената по-горе папка във формат. Csv
seismology -> 1. Сеизмичност на Балканите
seismology -> Фиг. Дефиниция на сеизмичен момент. Разлом с площ А; Относително преместване по вектор u

Изтегляне 134.03 Kb.

Сподели с приятели: