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  • 板块

    板块是板块构造学说所提出来的概念。板块构造学说认为,岩石圈并非整体一块,而是分裂成许多块,这些大块岩石称为板块。板块是大地构造理论指由地质上的活动地带划分的岩石圈的构造单元。全球共分为六大板块,即欧亚板块太平洋板块、美洲板块、非洲板块、印度洋板块和南极洲板块。大板块又可划分成小板块。

    编辑摘要

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    (图)板块板块示意图

    板块是板块构造学说所提出来的概念。板块构造学说认为,岩石圈并非整体一块,而是分裂成许多块,这些大块岩石称为板块。板块之中还有次一级的小板块。

    概述/板块 编辑

    (图)1912年德国学者A·L·魏格纳提出了大陆漂移说1912年德国学者A·L·魏格纳提出了大陆漂移说

    板块构造学说是在大陆漂移学说海底扩张学说的基础上提出的。  1910年,德国气象学家魏格纳(Alfred Lothar Wegener,1880-1930)偶然发现大西洋两岸的轮廓极为相似。此后经研究、推断,他在1912年发表《大陆的生成》,1915年发表《海陆的起源》,提出了大陆漂移学说。该学说认为在古生代后期(约三亿年前)地球上存在一个“泛大陆”,相应地也存在一个“泛大洋”。后来,在地球自转离心力和天体引潮力作用下,泛大陆的花岗岩层分离并在分布于整个地壳中的玄武岩层之上发生漂移,逐渐形成了现代的海陆分布。  

    该学说成功解释了许多地理现象,如大西洋两岸的轮廓问题;非洲与南美洲发现相同的古生物化石及现代生物的亲缘问题;南极洲、非洲、澳大利亚发现相同的冰碛物;南极洲发现温暖条件下形成的煤层等等。但它有一个致命弱点:动力。根据魏格纳的说法,当时的物理学家立刻开始计算,利用大陆的体积、密度计算陆地的质量。再根据硅铝质岩(花岗岩层)与硅镁质岩石(玄武岩层)摩擦力的状况,算出要让大陆运动,需要多么大的力量。物理学家发现,日月引力和潮汐力实在是太小了,根本无法推动广袤的大陆。因此,大陆漂移学说在兴盛了十几年后就逐渐销声匿迹了。  上世纪五十年代,海洋探测的发展证实海底岩层薄而年轻最多二、三亿年,而陆地有数十亿年的岩石);另1956年开始的海底磁化强度测量发现大洋中脊两侧的地磁异常是对称的。据此,美国学者赫斯(H.H.Hess)提出海底扩张学说,认为地幔软流层物质的对流上升使海岭地区形成新岩石,并推动整个海底向两侧扩张,最后在海沟地区俯冲沉入大陆地壳下方。  

    正是海底扩张学说的动力支持,加上新的证据(古地磁研究等)支持大陆确实很可能发生过漂移,从而使复活的大陆漂移学说(板块构造学说也称新大陆漂移学说)开始形成。

    构造学说/板块 编辑

    (图)板块构造学说)板块构造学说

    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。  

    板块构造学说是指构成地球固态外壳的巨大板块的运动学说。板块运动常导致地震、火山和其它大地质事件。从本质上来讲,板块决定了地球的地质历史。地球是我们所知道的唯一一个适合板块构造学说的行星。地球板块运动被认为是生命进化的必要条件。  

    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。

    六大板块/板块 编辑

    (图)板块六大板块

    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。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:
    欧亚板块-北大西洋东半部、欧洲及亚洲 (印度除外);欧亚板块-北大西洋东半部、欧洲及亚洲(印度除外);
    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。

    板块边界/板块 编辑

    (图)板块板块碰撞示意图

    两个板块之间的接触带。板块边界是构造活动带,可分为3类。①离散型边界,又称生长边界,两个相互分离的板块之间的边界。见于洋中脊洋隆,以浅源地震、火山活动、高热流和引张作用为特征。洋中脊轴部是海底扩张的中心,由于地幔对流,地幔物质在此上涌,两侧板块分离拉开。上涌的物质冷凝形成新的洋底岩石圈,添加到两侧板块的后缘上(见地幔对流说)。②汇聚型边界,又称消亡边界,两个相互汇聚、消亡的板块之间的边界。相当于海沟或地缝合线。可分为两个亚类:大洋板块在海沟处俯冲潜没于另一板块之下,称为俯冲边界,现代俯冲边界主要分布在太平洋周缘(见俯冲作用);大洋板块俯冲殆尽,两侧大陆相遇汇合开始碰撞称为碰撞边界,欧亚板块南缘的阿尔卑斯-喜马拉雅带是典型的板块碰撞带的(见大陆碰撞)。③守恒型边界,两个相互剪切滑动的板块之间的边界。相当于转换断层。地震、岩浆活动、变质作用、构造活动等主要发生在板块边界。板块边界的研究是板块构造学的重要内容之一。

    板块边界为不稳定地带,地震几乎全部分布在板块的边界上,火山也特别多在边界附近,其它如张裂、岩浆上升、热流增高、大规模的水平错动等,也多发生在边界线上,地壳俯冲更是碰撞边界划分的重要标志之一;可见板块边界是地壳的极不稳定地带

    板块运动/板块 编辑

    (图)板块板块

    全球所有板块都在移动,板块运动通常指一板块相对于另一板块的相对运动。即符合欧勒定律,就是岩石圈板块作为统计均匀的刚体在球面(即地球地面)绕一个极点发生转动(见转动极),其运动轨迹为小圆。板块构造学认为岩石圈与软流圈在物性上有明显的差别。软流圈相当于上地幔中的低速层,该层圈中地震横波波速降低、介质品质因素Q值亦明显降低,但导电率却显著升高。这些都表明软流圈物质可能较热、较软、较轻,具有一定的塑性,是上覆岩石圈板块发生水平方向上的大规模运动的基本前提。

    引起板块运动的机制是未解决的难题。一般认为板块运动的驱动力来自地球内部,可能是地幔中的物质对流。新生的洋壳不断离开洋中脊向两侧扩张,在海沟处大部分洋壳变冷而致密,沿板块俯冲带潜没于地幔之中。


    板块的移动

    随着软流层的运动,各个板块也会发生相应的水平运动。据地质学家估计,大板块每年可以移动1-6厘米距离。  

    这个速度虽然很小,但经过亿万年后,地球的海陆面貌就会发生巨大的变化:当两个板块逐渐分离时,在分离处即可出现新的凹地和海洋;大西洋和东非大裂谷 就是在两块大板块发生分离时形成的。当两个大板块相互靠拢并发生碰撞时,就会在碰撞合拢的地方挤压出高大险峻的山脉。位于我国西南边疆的喜马拉雅山,就是三千多万年前由南面的印度板块和北面的亚欧板块发生碰撞挤压而形成的。有时还会出现另一种情况:当两个坚硬的板块发生碰撞时,接触部分的岩层还没来得及发生弯曲变形,其中有一个板块已经深深地插入另一个板块的底部。由于碰撞的力量很大,插入部位很深,以至把原来板块上的老岩层一直带到高温地幔中,最后被熔化了。而在板块向地壳深处插入的部位,即形成了很深的海沟。西太平洋海底的一些大海沟就是这样形成的。

    (图)板块板块运动

    根据板块学说,大洋也有生有灭,它可以从无到有,从小到大;也可以从大到小,从小到无。大洋的发展可分为胚胎期(如东非大裂谷)、幼年期(如红海和亚丁湾)、成年期(如目前的大西洋)、衰退期(如太平洋)与终了期(如地中海)。大洋的发展与大陆的分合是相辅相成的。在前寒武纪时,地球上存在一块泛大陆。以后经过分合过程,到中生代早期,泛大陆再次分裂为南北两大古陆,北为劳亚古陆,南为冈瓦那古陆。到三迭纪末,这两个古陆进一步分离、漂移,相距越来越远,其间由最初一个狭窄的海峡,逐渐发展成现代的印度洋、大西洋等巨大的海洋。到新生代,由于印度已北漂到亚欧大陆的南缘,两者发生碰撞,青藏高原隆起,造成宏大的喜马拉雅山系,古地中海东部完全消失;非洲继续向北推进,古地中海西部逐渐缩小到现在的规模;欧洲南部被挤压成阿尔卑斯山系,南、北美洲在向西漂移过程中,它们的前缘受到太平洋地壳的挤压,隆起为科迪勒拉—安第斯山系,同时两个美洲在巴拿马地峡处复又相接;澳大利亚大陆脱离南极洲,向东北漂移到现在的位置。于是海陆的基本轮廓发展成现在的规模。
    什么力量驱使板块进行运动呢?  

    按照赫斯的海底扩张说来解释,认为大洋中脊是地幔对流上升的地方,地幔物质不断从这里涌出,冷却固结成新的大洋地壳,以后涌出的热流又把先前形成的大洋壳向外推移,自中脊向两旁每年以0.5~5厘米的速度扩展,不断为大洋壳增添新的条带。因此,洋底岩石的年龄是离中脊愈远而愈古老。当移动的大洋壳遇到大陆壳时,就俯冲钻入地幔之中,在俯冲地带,由于拖曳作用形成深海沟。大洋壳被挤压弯曲超过一定限度就会发生一次断裂,产生一次地震,最后大洋壳被挤到700公里以下,为处于高温溶融状态的地幔物质所吸收同化。向上仰冲的大陆壳边缘,被挤压隆起成岛弧或山脉,它们一般与海沟伴生。现在太平洋周围分布的岛屿、海沟、大陆边缘山脉和火山、地震就是这样形成的。所以,海洋地壳是由大洋中脊处诞生,到海沟岛弧带消失,这样不断更新,大约2~3亿年就全部更新一次。因此,海底岩石都很年轻,一般不超过二亿年,平均厚约5~6公里,主要由玄武岩一类物质组成。而大陆壳已发现有37亿年以前的岩石,平均厚约35公里,最厚可达70公里以上。除沉积岩外,主要由花岗岩类物质组成。地幔物质的对流上升也在大陆深处进行着,在上升流涌出的地方,大陆壳将发生破裂。如长达6,000多公里的东非大裂谷,就是地幔物质对流促使非洲大陆开始张裂的表现。

    假如运动停止/板块 编辑

    (图)板块大西洋地区板块的运动

    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。

    (图)板块板块

    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。

    板块的基本信息/板块 编辑

    分布      

    1968年法国的勒皮雄根据各方面的资料,首先将全球岩石圈分为六大板块,即太平洋板块、欧亚板块、印度洋板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块。

    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”.
    板块运动
    运动方式
    运动停止的后果

    板块边界/板块 编辑

    离散型
    汇聚型
    转换型

    主要板块/板块 编辑

    欧亚板块
    非洲板块
    印澳板块
    太平洋板块
    纳斯卡板块
    北美板块
    南美板块
    南极板块

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