לוחות טקטוניים: תיאוריה, סוגים, תנועה, השלכות - גֵאוֹגרַפיָה - 2025

טקטוני או הליתוספריים צלחות הם אבני או שברי שלתוכו ליתוספירה מחולקת, אשר המהלך גרר על ידי המעטפת של כדור הארץ. לוחות אלה נוצרו מהמלבשה והשתלבו בה מחדש בתהליך קבוע מאז 3 מיליארד השנים האחרונות.

מתוך התיאוריות של ווגנר (סחף יבשתי) והס (התרחבות קרקעית האוקיאנוס) אוחדה התיאוריה של טקטוניקת הצלחות. תיאוריה זו מניחה את קיומם של שני סוגים בסיסיים של לוחות טקטוניים, אוקיאניים וקונטיננטליים.

לוחות טקטוניים עיקריים. מקור: USGS - גרסה ספרדית Daroca90 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

בליטוספרה כמה עשרות צלחות טקטוניות בעוצמה משתנה ו -8 מהגדולות בהן: האירו-אסייתית, האפריקאית, האוסטרלית, צפון אמריקאית, דרום אמריקה, נסקה, האוקיאנוס השקט ואנטארקטיקה. לוחות אלה נעים בזכות הדינמיקה של המעטפת והליטוספרה, על ידי זרמי ההסעה הנוצרים על ידי השטף התרמי.

המתח של זרימת המעטפת גורר את הקרום הנוקשה, אשר נסדק ומופרד ויוצרים את הצלחות. כאשר הלוחות האוקיאניים נפרדים, מאגמה (בזלת מותכת) עולה אל פני השטח ונוצרת רצפת אוקיינוס ​​חדשה.

תורת הצלחות

מקור תורת הצלחות

התיאוריה עולה בתחילה עם הצעותיו של אלפרד וויינר בשנת 1915 על סחף יבשתי. ווגנר הניח שכל היבשות מאוחדות ואז מקוטעות, נפרדות ומתנגשות.

ווגנר גזר את מסקנותיו על ידי חקר הגיאולוגיה וקווי המתאר של היבשות, וכן נתונים על התפלגות מאובני החי והצומח. לדוגמה, כאשר משווים את הקצה המזרחי של דרום אמריקה עם הקצה המערבי של אפריקה, מצוין כי הם משתלבים זה בזה כמו שני חלקי פאזל.

מאוחר יותר, בשנת 1960, הארי הס הציע את התיאוריה של התרחבות קרקעית האוקיאנוס, תוך מתן הסבר למנגנון טקטוניקת הצלחות. מאוחר יותר התחזקה התיאוריה עם עבודותיו של ג'ון טוזו ווילסון על התרחבות קרקעית האוקיינוס ​​והצעותיו של ג'ייסון מורגן בשנת 1963 בנושא קיומם של נוצות המעטפת.

ככל שהצטברו ראיות על ההרכב והדינמיקה של קרום כדור הארץ וכיסויו, אוחדה התיאוריה של טקטוניקת הצלחות.

עיצוב כדור הארץ

כדור הארץ מקורו כחלק ממערכת השמש בתהליך של עיבוי של אבק קוסמי מסתובב הנתון למשיכה כבידה. מסת אבק זו הייתה נתונה לטמפרטורות גבוהות וככל שהתקרר, צפיפותה וכוח המשיכה שלה התגברו.

תהליך זה הקנה לו את צורתו המעוגלת הנוכחית, התפחה בקו המשווה ושטוח בקטבים (ספירואיד מוחלט).

שכבות

האטרקציה הכבידתית קבעה כי החומרים הצפופים ביותר היו כלפי המרכז והכי פחות צפופים כלפי חוץ. קירורו של הגיאואיד הזה מבחוץ פנימה קבע מבנה בשכבות קונצנטריות מובחנות.

השכבה החיצונית התקשתה כשהתקררה לפני 4.4 מיליארד שנה, ויצרה קרום דק יחסית (5-70 ק"מ) המורכב מסיליקטים המכונים קרום. צפיפות הקרום היבשתי פחות מצפיפות הקרום האוקיאני.

שכבות כדור הארץ. מקור: וקטוריזציה ותורגם מהגרסה האנגלית על ידי ג'רמי קמפ. מבוסס על אלמנטים של איור מאת USGS. http://pubs.usgs.gov/publications/text/inside.html / רשות הרבים

מתחת לקרום יש שכבה צמיגה של כ -2,855 ק"מ הנקראת המעטפת ולבסוף גרעין ליבון המורכב בעיקר מברזל. גרעין זה, בקוטר 3,481 ק"מ, מחולק לשתי שכבות, הליבה הפנימית של ברזל וניקל מוצק והליבה הנוזלית החיצונית.

תכונות מכניות של שכבות וכוחות המניעים טקטוניקת צלחות

מנקודת המבט של מכניקה טקטונית צלחת, השכבות הרלוונטיות ביותר הן הקרום והמעטפת.

הקרום נוקשה אם כי עם פלסטיות מסוימת ויחד עם השכבה העליונה של המעטפת הוא מהווה את הליטוספירה. הוא מחולק לשברים או צלחות בגדלים שונים, המכונים צלחות טקטוניות.

האסתנוספרה

המעטפת בתורו מורכבת משתי שכבות שונות, החלק העליון והתחתון. המעטפת העליונה פחות צמיגה אך נוזלית ואילו התחתון (הנתון ללחץ וטמפרטורה גבוהים יותר) צמיג יותר.

השכבה העליונה של המעטפת נקראת האסתנוספרה וממלאת תפקיד חשוב בכך שהיא נמצאת במגע ישיר עם הליטוספרה. האסתנוזפרה גורמת לתנועת הלוחות הטקטוניים, כלומר סחף יבשתי, ומייצרת קרקעית אוקיינוס ​​חדשה ברכסים.

מצד שני, הוא יוצר את הנקודות החמות או אזורים של הצטברות מאגמה מתחת לקרום בגלל נוצות המעטפת. אלה תעלות מאגמה אנכיות המגיעות מאסטנוספרה לקרום.

גורמי תהליכים וכוחות

צפיפות החומרים המרכיבים את כדור הארץ וכוח הכובד קבעו את הסידור בשכבות. הלחץ והטמפרטורה הגוברים בתוך כדור הארץ מגדירים את התכונות המכניות של שכבות אלה, כלומר את הנוקשות או הנזילות שלהם.

מצד שני, הכוחות המקדמים את תנועת החומרים בתוך כדור הארץ הם שטף תרמי וכוח כוח. באופן ספציפי, העברת חום של הסעה היא המפתח להבנת התנועה הטקטונית של הלוח.

ההסעה באה לידי ביטוי במחזור של חומר המעטפת, כאשר השכבות התחתונות החמות מתנשאות ומעקרות את השכבות העליונות הצוננות יותר, היורדות. השכבות העולות מאבדות חום ואילו אלה שיורדות מעלות את הטמפרטורה שלהם ובכך מניע את המחזור.

רכסי הים

באזורים מסוימים באוקיאנוס העמוק ישנם רכסי הרים געשיים שהם אזורים בהם התרחשה קרע של צלחות. שברים אלו מופקים על ידי הלחצים הנוצרים כתוצאה מתנועת הליטוספרה שדחיפה על ידי האסטנוספרה.

זרימת המעטפת הצמיגה מדגישה את הקרום הנוקשה ומפרידה בין הלוחות הטקטוניים. באזורים אלה, הנקראים רכסי אמצע האוקיאנוס, הבזלת המותכת עולה בגלל לחצים פנימיים ומגיחה דרך הקרום ויוצרת קרקעית אוקיינוס ​​חדשה.

סוגי לוחות טקטוניים

הלוחות הטקטוניים הם בעיקרון משני סוגים, אוקיאניים ויבשתיים, ובכך מייצרים שלוש אפשרויות של גבולות מתכנסים בין צלחות. אלה התכנסות של צלחת יבשתית נגד אוקיאנוס אחד, אוקיאנוס כנגד אוקיאנוס אחר, ואחת יבשתית נגד יבשתית אחרת.

צלחות אוקיינוס

הם נוצרים על ידי קרום אוקיאני (צפוף יותר מאשר קרום יבשתי) והם מורכבים מברזל ומגנזיום סיליקטים (סלעים מאפיים). קרום הלוחות הללו דק יותר (7 ק"מ בממוצע) בהשוואה לקרום היבשתי והוא מכוסה תמיד על ידי מים ימיים.

צלחות קונטיננטליות

הקרום היבשתי מורכב מסיליקט נתרן, אשלגן ואלומיניום (סלעים פלסיים), בעל צפיפות נמוכה יותר מהקרום האוקיאני. זוהי פלטה עם קרום עבה יותר, המגיע עד 70 ק”מ ברכסי הרים.

זו באמת צלחת מעורבת, שלמרות שהקרום היבשתי שולט, יש גם חלקים אוקיאניים.

צלחות טקטוניות של העולם

מפת גבול טקטונית. Daroca90 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

באופן מסורתי מוכרים 7 צלחות טקטוניות גדולות שהן האירו-אסיות, האפריקניות, האוסטרליות, צפון אמריקה, דרום אמריקה, האוקיאנוס השקט והאנטארקטיקה. כמו כן, ישנן צלחות ביניים כמו נאצ'ה, הפיליפינים, הקוקו והקריביים ושאר קטנות מאוד.

חלקם בגודל קטן הם של אנטוליה והאיגאי ורק במערב האוקיאנוס השקט נמצאים יותר מ- 20 צלחות טקטוניות קטנות.

- לוחות עיקריים

• צלחת אפריקאית
• צלחת אנטארקטית
• צלחת ערבית
• צלחת קוקוס
• לוח חואן דה פוקה
• צלחת נאצקה
• צלחת קריבית
• צלחת פסיפיק
• צלחת אירואסית
• צלחת פיליפינית
• צלחת הודו אוסטרלית
• צלחת צפון אמריקאית
• תג סקוטי
• צלחת דרום אמריקאית
• צלחת אוסטרלית

להלן כמה מהחשובים ביותר:

צלחת אירואסית

צלחת טקטונית זו כוללת את אירופה, כמעט את כל אסיה, חלק מהאוקיאנוס הצפוני האטלנטי והארקטי. אסיה אינה כוללת את הינדוסטאן, דרום מזרח אסיה ומזרח הרחוק סיביר, מונגוליה וסין.

זוהי צלחת טקטונית יבשתית בעיקר עם גבולות נפרדים על הרכס האטלנטי ממערב. בעוד שבדרום הוא מציג גבול מתכנס עם הלוחות האפריקאים, הערבים וההודים, ומזרחית עם לוחות יבשת מינוריים שונים.

צלחת אפריקאית

זה מכסה את מזרח האוקיאנוס האטלנטי וכמעט את כל יבשת אפריקה, למעט הרצועה המזרחית שלו, שתואמת את הלוחות הערבים והסומלים. גבולות הלוח הזה שונים בכל היקפו, למעט במגע שלה עם הצלחת האירואסית המתכנסת.

צלחת אוסטרלית

הלוח הטקטוני האוסטרלי כולל אוסטרליה, ניו זילנד וחלקים מדרום מערב האוקיאנוס השקט. הפלטה האוסטרלית מציגה גבולות סוטים לדרום וממערב, ואילו מצפון וממזרח גבולותיה מתכנסים.

צלחת צפון אמריקאית

זה כולל את כל תת היבשת הצפון אמריקאית עד חצי האי יוקטן, גרינלנד, חלק מאיסלנד, אזורים במערב צפון האוקיאנוס האטלנטי והארקטי. גבולות הלוח הזה שונים מהרכס האטלנטי למזרח ומתכנסים באוקיאנוס השקט.

בחוף האוקיאנוס השקט הוא מתקשר עם שתי צלחות קטנות עם גבולות הטרנספורמציה (קוקו וחואן דה פוקה).

צלחת דרום אמריקאית

זה כולל את תת היבשת בעלת אותו שם ויש לו גבולות שונים מהרכס האטלנטי. בעוד שבצד המערבי הוא מראה גבולות מתכנסים עם צלחת הנזקה, מדרום-מערב עם אנטארקטיקה וצפונה הוא מתקשר עם הצלחת הקריבית.

צלחת פסיפיק

זוהי צלחת אוקיאנית עם גבולות נפרדים מהרכס הפסיפי המפרידה בינה לבין צלחת הנזקה. מצד שני, מצפון וממערב יש לו גבולות מתכנסים עם הצלחות הצפון אמריקאיות, האירואיות, הפיליפיניות והאוסטרליות.

צלחת אנטארקטית

לוח טקטוני זה כולל את כל מדף היבשת של אנטארקטיקה ואת האוקיאנוס בעל אותו שם, עם גבולות שונים בכל היקפו.

צלחת נאצקה

זה מורכב מפלטה אוקיאנית המשתרעת לחוף המערבי של הצלחת דרום אמריקה (התכנסות). בזמן שהיא מתפצלת צפונה עם צלחת הקוקו ומדרום עם אנטארקטיקה.

לעומת זאת, מערבה היא נעה מהצלחת הפסיפית מהרכס שלה והתנגשותה בצלחת דרום אמריקה הולידה את רכס הרי האנדים.

- צלחות משניות

• צלחת אמוריה
• צלחת אפוליאנית או אדריאטית
• צלחת ראש ציפורים או דובראי
• צלחת ערבית
• צלחת אלטיפלנו
• צלחת אנטולית
• צלחת בורמה
• צלחת צפון ביסמרק
• צלחת דרום ביסמרק
• צלחת צ'ילה
• צלחת פוטונה
• הצלחת של גורדה
• לוח חואן פרננדז
• צלחת קרמדק
• צלחת manus
• צלחת מאוק
• צלחת נובי
• צלחת אוקוצק
• צלחת אוקינאווה
• צלחת פנמה
• צלחת פסחא
• צלחת כריך
• צלחת שטלנד
• צלחת טימור
• צלחת טונגה
• צלחת בדיקה
• לוח קרוליינות
• צלחת מריאנה
• צלחת הר הרובע החדשה
• צלחת האנדים הצפונית

תנועות טקטוניות

לוחות טקטוניים או שברי תוחם של ליטוספרה נעים על ידי תנועת האסטנוספרה. זרמי הסעה גורמים לחומר הצמיג של המעטפת לנוע ויוצרים תאי זרימה.

- "המסוע"

חומר המעטפת של השכבה העליונה (אסתנוספירה) יורד בטמפרטורה נמוכה יותר, ודוחף את החומר החם למטה. החומר החם הזה פחות צפוף ועולה, מעקר את החומר וגורם לו לנוע אופקית, עד שהוא מתקרר ויורד שוב.

תנועה בליטוספרה. מקור: USGS / רשות הרבים

זרם זה של זרימה צמיגה מן המעטפת, גורר את הלוחות הטקטוניים הנוצרים מחומר מוצק (ליטוספרה).

קרקעית אוקיינוס ​​חדשה

כאשר לוחיות טקטוניות נעות, מגמה (בזלת מותכת) מתוך המעטפת מופיעה בנקודות ההפרדה. בזלת מתהווה זו יוצרת קרקעית אוקיינוס ​​חדשה, דוחפת את המצע הישן אופקית והקרום מתרחב.

כניעה

עם התרחבות קרקעית האוקיאנוס היא מתנגשת עם המוני היבשת. מכיוון שתחתית זו צפופה יותר מהמדף היבשתי, היא שוקעת מתחתיו (הכנעה), כך שהיא נמסה והופכת לחלק מהמעיל מחדש.

בדרך זו החומר עוקב אחר המחזור המונע על ידי הסעה ולוחות טקטוניים נסחפים על פני כדור הארץ.

- נדידת יבשות

תנועת המעטפת הנגרמת כתוצאה מהסעה וזו של הלוחות הטקטוניים של הליטוספרה, גורמת להיסחף יבשתי. זו העקירה היחסית של היבשות יחסית זו לזו.

מאז מקורן של לוחות טקטוניים לפני כשלושה מיליארד שנה, הם התמזגו ונחלקו בזמנים שונים. המפגש הגדול האחרון של מרבית ההמונים היבשתיים התרחש לפני 300 מיליון שנה עם היווצרותה של היבשת העל-פנגיאה.

ואז, ככל שהתנועות נמשכו, פנגאה שוב התפרקה ויצרה את היבשות הנוכחיות, שממשיכות לנוע.

סוגי גבולות בין צלחות

לוחות טקטוניים נמצאים בקשר זה עם זה ומהווים שלושה סוגים בסיסיים של גבולות בהתאם לתנועתם היחסית. כששתי צלחות מתנגשות זו בזו, מכונה זו גבול מתכנס או הרסני, יהיה זה אורתוגונאלי (מתנגש חזיתית) או אלכסוני.

לעומת זאת, כאשר הלוחות מתרחקים זה מזה, זה נקרא גבול שונה או בונה, וזה המקרים של רכסים אוקיאניים. דוגמה לגבול נפרד היא הפרדת הלוחות דרום אמריקה ואפריקה מהרכס של האוקיאנוס האטלנטי.

בעוד ששתי צלחות משפשפות לצדדים הנעים בכיוונים מנוגדים לאורך תקלה טרנספורמציה, זה נקרא גבול טרנספורמציה. בקליפורניה, מקרה של שינוי גבול מתרחש בין צלחות צפון אמריקה לפאסיפיק ויוצר את תקלת סן אנדרוס.

עלייתם של ההימלאיה נגרמת כתוצאה מהתנגשות הצלחת ההודית עם הצלחת האירואסית שהיא גבול התכנסות אורתוגונאלית. במקרה זה, מדובר בהתכנסות של שתי לוחות יבשת, ולכן מתרחשת חטיפה (שילוב של שתי ההמונות היבשתיות המעלות את התבליט).

כיוון התנועה

בשל תנועת הסיבוב של כדור הארץ, לוחות טקטוניים נעים על ידי סיבוב סביב ציר דמיוני. תנועה זו מרמזת על כך ששתי צלחות התנגשות שונות את זווית הזווית שלהן, עוברות מגבול מתכנס לחלוטין (אורתוגונאלי) לגבול אלכסוני.

לאחר מכן, הם ינועו לרוחב בכיוונים מנוגדים (הגבלת שינוי) ולבסוף הם יניחו תנועה נפרדת, תוך הפרדה.

מהירות תנועה

כיווני התנועה המתוארים נתפסים בפרקי זמן של מיליוני שנים מכיוון שסולם הסחף היבשתי נמדד במילימטרים בשנה. זו הסיבה בקנה מידה אנושי לא קל לתפוס את רעיון עקירת הלוחות הטקטוניים.

לדוגמא, הצלחת האפריקאית מתנגשת עם הפלטה האירואסית היוצרת את רכס ההרים ביתיק בחצי האי האיברי, בקצב של 5 מ"מ לשנה. ואילו המהירות המרבית שנרשמה היא העקירה שנוצרה ברכס המזרחי של האוקיאנוס השקט, שהוא 15 מ"מ לשנה.

השלכות תנועה

תנועת הלוחות הטקטוניים משחררת את האנרגיה מהחלק הפנימי של הפלנטה בגבולות הלוחות באופן מכני (רעידות אדמה) ותרמית (געשית). בתורו, העקירות, הזעזועים והחיכוכים מעצבים את ההקלה על האדמה והאוקיאנוס.

- פעילות וולקנית

השטף התרמי של המעטפת וזרימתו באמצעות הסעה דוחף את המאגמה או הבזלת המותכת לכיוון השטח וגורמים להתפרצויות געשיות. אלה בתורם גורמים לקטסטרופות על ידי גירוש לבה, גזים וחלקיקים המזהמים את הסביבה.

קשתות אי וולקניות וקשתות וולקניות יבשות

התכנסות של שתי צלחות אוקיאניות יכולה לייצר שרשראות של הרי געש, שכשמופיעים במקורותיהן מקשתות איים. בהתכנסות של צלחת אוקיאנית עם אחת יבשתית נוצרים קשתות וולקניות יבשתיות, כמו חגורת הוולקנים הטרנס-מקסיקניים.

- פעילות סייסמית

התנגשות של צלחות טקטוניות ובעיקר גבולות הטרנספורמציה גורמות לתנועות סיסמיות או לרעידות אדמה. חלקם מגיעים לעוצמה רבה ומשפיעים לרעה על בני אדם, הורסים תשתיות וגורמים למותם של אנשים.

תקלת סן אנדרס (ארצות הברית). מקור: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kluft-photo-Carrizo-Plain-Nov-2007-Img_0327.jpg

בין השלכות התופעות הללו הם גלי גאות ושפל צונאמי, כאשר התנועה הסייסמית מתרחשת באוקיאנוס.

- הקלה על כדור הארץ

התנועה והאינטראקציה של הלוחות הטקטוניים זה עם זה, מדגמים את הקלה היבשתית ואת קרקעית האוקיאנוס. רכסי ההרים היבשתיים הגדולים, כמו האנדים והאפלאצ'ים, הם תוצר ההתכנסות של צלחות טקטוניות כאשר מתרחשת הכנעה ואלה של ההימלאיה באמצעות חטיפה.

בתורו, בגלל שיווי משקל איזוסטטי או כבידתי, כאשר אזור אחד מתרומם, נוצר אזור אחר כדיכאון או כפשוט. תהליכים דיאסטרופיים, כמו תקלות, קיפול ואחרים, נגרמים כתוצאה מתנועות הלוחות הטקטוניים.

- מזג אוויר

התפלגות ההמונים היבשתיים משפיעה על משטר הזרמים הימיים ועל האקלים העולמי. מסות יבשתיות גדולות כתוצאה מהתכנסות של לוחות מהוות פנים יבשתי יבש יותר, בתורו משפיעות על מחזור המים.

באותו אופן, הגבהות ההרריות המיוצרות בתהליכי ההכנעה והחטיפה משפיעות על משטר הרוח ועל התפלגות הגשמים.

הפניות

1. Alfaro, P., Alonso-Chaves, FM, Fernández, C. ו- Gutiérrez-Alonso, G. (2013). טקטוניקת צלחות, תיאוריה אינטגרטיבית כיצד פועל כדור הארץ. יסודות רעיוניים ודידקטיים. הוראת מדעי כדור הארץ.
2. אנגל, AEJ ואנגל, CG (1964). הרכב הבזלתים מרכס האוקיאנוס האטלנטי. מַדָע.
3. פוקס, PJ וגאלו, DG (1984). מודל טקטוני לגבולות צלחת רכס עם טרנספורמציה: השלכות על מבנה הליטוספרה האוקיאנית. טקטונופיזיקה.
4. פינדה, ו '(2004). פרק 7: מורפולוגיה של קרקעית האוקיאנוס ומאפייני קו החוף. בתוך: Werlinger, C (Ed.). ביולוגיה ימית ואוקיאנוגרפיה: מושגים ותהליכים. כרך א.
5. Rodríguez, M. (2004). פרק 6: טקטוניקת צלחות. בתוך: Werlinger, C (Ed.). ביולוגיה ימית ואוקיאנוגרפיה: מושגים ותהליכים. כרך א.
6. רומנוביץ ', ב' (2009). עובי הצלחות הטקטוניות. מַדָע.
7. סרל, RC ולונטון, א.ש. (1977). מחקרי סונאר על הרכס האמצעי האטלנטי ואזור השברים בקורטשטוב. כתב העת למחקר גיאופיזי.
8. Sudiro, P. (2014). תיאוריית התפשטות כדור הארץ והמעבר שלה מהשערה מדעית לאמונה מדומה. היסט. מדע החלל הגיאוגרפי.