S1DGMEP Області розбіжностей (html)
Вихідна URL-адреса документа
Документ
ЛІТОСФЕРА І ТЕКТОНІКА ПЛИТ
Ідея про те, що літосфера розрізана на жорсткі рухливі пластини, є недавно. Ми пропонуємо виявити, як ця теорія поступово нав'язувала себе, і підійти до методів, що дозволили уточнити рухи цих пластин.
літосфера складається зі стійких зон, плит та активних зон, меж плит.
одні межі є зонами розбіжностей, інші - зонами збіжності.
Висвітлені теми та освітні заходи (тривалість: 2 тижні):
Тема 1: Основи тектоніки плит
1.1 ВИСНОВКИ
Використовуючи кольорову карту топографії земного світу нижче (пошук у медіатеці)), ви визначите основні рельєфи, що спостерігаються. Чи мають вони певний географічний розподіл?
Порівняйте їх із місяцем (чорно-біла піктограма внизу), чия поверхня, багата метеоритними кратерами, не оновлювалася з 3 року, коли припинилася її внутрішня діяльність.
ПРАКТИЧНЕ ВИВЧЕННЯ ГЛОБАЛЬНОЇ СЕЙСМІЧНОСТІ
1 - Знайдіть у каталозі кількість землетрусів, їх дату, глибину, силу, координати.
2 - Виберіть стовпці широти та довготи, відкрийте графічний майстер EXCEL і запитуйте графік хмарних точок (виберіть довготу на абсцисі та широту на ординаті).
3 - Ми отримуємо схему точок, які повинні бути пов’язані з планісферою, керуючись географічними посиланнями. Деякі електронні таблиці дозволяють накладати зображення на цю діаграму (зображення планісфери з прозорим фоном, як показано на піктограмі нижче). Досить точно накласти зображення планісфери на діаграму епіцентрів.
4 - Якщо ваша електронна таблиця цього не дозволяє, виведіть графік на окремий аркуш і роздрукуйте на калькувальному аркуші: ви отримаєте розподіл епіцентрів землетрусів.
5 - Накладіть цю графіку на порожню планісферу, як показано нижче. Що ти бачиш?
Будь то глобальна карта розподілу вогнищ землетрусів або карта активних вулканів, ці документи виявляють існування меж, що розділяють різні плити на поверхні земної кулі: літосферні плити.
Ці межі розташовані безпосередньо над хребтами середнього океану або в районах, кваліфікованих як активні окраїни (так називають їх сейсмічним та вулканічним характером), на відміну від пасивних окраїн, які є межами між материками та океанами.
Таким чином, шляхом спостереження виявляються шість великих одиниць:
мирна плита, переважно океанічного характеру,
американська плита,
Африканська плита,
індійська плита,
євразійська плита,
Антарктична плита, ці останні п’ять плит мають змішаний характер, як континентальний, так і океанічний.
Подекуди також з’явилися підрозділи.
1.2 ВІД ТЕОРІЇ ДО ВІДОМОСТІ
Численні географічні особливості позначають реальність тектоніки плит:
- Недавні гірські хребти утворюють пояси, що відображають величезні обмеження, що застосовуються в зонах протистояння плит,
- взаємодоповнюваність форми певних берегів, розділених морськими водами, виявляє розрив, який роздробив ці континентальні маси.
Але ці, здавалося б, очевидні рухи дуже довго нав'язувались науковому співтовариству.
1.2.1 Поява теорії:
У 1912 році Альфред ВЕГЕНЕР, німецький географ, запропонував теорію дрейфу материка. Суперконтинент, Пангея, би роздробився на початку вторинної ери, і фрагменти з цього часу дрейфували б на поверхню земної кулі.
Ви знайдете факти спостережень, які спонукали фізика-метеоролога Альфреда Вегенера на початку 20 століття запропонувати теорію "континентального дрейфу": http://www.ac-nice.fr/svt/ tools/sheet/wegener.htm
Артур ГОЛЬМЕС у 1945 р. Висуває гіпотезу про існування конвекційних рухів у мантії. Насправді саме Гаррі ХЕСС, у 1962 році, викриває роботу подвійного конвеєра на дні океану.
Порівняйте дизайн Артура ХОЛМЕСА та дизайну Гаррі ХЕСС, посилаючись на сторінку:
Який підхід ви б запропонували для перевірки ідей HESS?
1.2.2 Дослідження дна океану - Картографування дна океану проводиться для навігації підводних човнів під час Другої світової війни: батиметричні обстеження таким чином виявляють мережу хребтів, що проходять через океани земної кулі. .
Порівняйте результат своєї роботи з поданням нижче:
- Все більше глибоких і численних свердловин було здійснено у другій половині ХХ століття завдяки стабілізації бурового судна, отриманого методами динамічного супутникового позиціонування: фрагментовані стрижні, товщиною кілька км, були отримані незалежно від глибини води.
Вік осадів, вироблених в буровій колонці, можна визначити, проаналізувавши мікрофосилі, які вони містять: насправді вони дають змогу визначити геологічний період, коли вони осідали.
Ми надаємо результати зондування, проведеного в різних точках Атлантичного океану, розташованих приблизно на одній паралелі.
Клацніть на таблиці, щоб відкрити її в EXCEL.
1) Зобразіть і розмістіть різні стрижні на графіку відстані/товщини.
2) Надайте інтерпретацію того, як товщина відкладень змінюється від хребта до континентальної окраїни.
3) Якщо визнати, що вік базальтового дна відразу старший за вік осаду, що з ним контактує, яку інформацію дають свердловини про вік дна океану?
Для цього, вимірюючи відстань на паралелі широти "л"виконується в градусах довготи; кожен градус довготи еквівалентний:
(40000/360) cos л кілометрів
Ви порівняєте ці значення, отримані з використанням інших даних, трохи пізніше.
N.B. На веб-сайті "Національного центру геофізичних даних" за адресою нижче подано набір карт, придатних для цього типу досліджень:
- Різні технології сприяють використанню океанографічних суден:
Сейсмічні дослідження шляхом сейсмічного відбиття або заломлення для отримання зображень структури дна океану,
Магнітні підйомники,
Гравітаційні дослідження, що надають інформацію про розподіл мас під дном океану.
Аліметричні супутники дозволяють отримувати все більшу точність у знанні топографії морського дна. Підводні машини дозволяють збирати зразки.
2.1. ДАНІ ПАЛЕОМАГНЕТИЗМУ:
Ви можете знайти деякі уявлення про викопність магнетизму гірських порід за наступною адресою:
2.1.1 Магнітне поле Землі може бути скам'янілим: Багато гірських порід (базальтів) завдяки деяким їх мінералам (магнетиту) зберігають характеристики магнітного поля часу їх утворення. За допомогою чутливих магнітометрів ми можемо знайти в зразку палеомагнітне поле, тобто визначити положення магнітного північного полюса або палеополя.
2.1.2 Напрямок палеополісу, цінний показник: Вивчення зразків гірських порід, відібраних з одного і того ж континенту, але різного віку, показує дрейф палеополя з часом. Продемонструвавши, що магнітна вісь земної кулі залишалася стабільною протягом геологічного часу, ми повинні визнати, що це материк мігрував по відношенню до полюса.
Крім того, дослідження гірських порід з різних континентів показало, що вони рухались відносно один одного.
2.1.3 Магнітне поле Землі зазнало змін полярності: в певні періоди, які називаються зворотними періодами, магнітні полюси були змінені в порівнянні з поточною ситуацією, кваліфікованими як нормальні.
2.1.4 Магнітні дамби дна океану показав ряд аномалій у вигляді смуг, паралельних дорсальній осі, що показують поперемінно вище, ніж нормальне магнітне поле (позитивні аномалії) і нижче, ніж нормальне поле (негативні аномалії). Ці смуги змінної ширини розташовані симетрично щодо осі спинки.
Результати місій магнітометрії
2.2 ГІПОТЕЗ ЛОЗИ І МАТЬЮ
У 1963 р. VINE та MATTHEWS порівняли ці характеристики з гіпотезою подвійного конвеєрного стрічки HESS: їх модель формування океанічного дна описує постійний підйом базальтової лави по осі хребта, що відштовхує старі базальти з обох боків. Та інші.
Ви можете знайти анімацію роботи подвійного конвеєра за адресою:
Як будується магнітостратиграфічна шкала?
Магнітне обстеження внизу (профіль магнітних аномалій) проводилося на відстані 40 км вздовж дна океану по обидва боки від осі хребта.
На білій смузі, залишеній вільною внизу, намалюйте календар магнітних аномалій чорними прямокутниками на + періоди аномалій, білий - на періоди аномалій -.
Порівняйте цей календар з магнітостратиграфічним масштабом, виробленим у світовому масштабі з великої кількості записів. Що ти бачиш?
Явище безперервне, базальти, що утворюються в нормальні періоди, виявляють позитивну магнітну аномалію (скам'яніле поле додається до поточного поля), ті, що утворюються в протилежні періоди, негативну аномалію (скам'яніле поле віднімається від поточного поля).
Ця гіпотеза підтверджена в 1966 році: насправді існує відповідність між послідовністю смуг аномалій дна океану та хронологією магнітних інверсій, встановленою на палеомагнітних шкалах.
2.3. Розширення океанічного грунту
2.3.1 Вимірювання швидкості розширення: знаючи поверхню, що генерується базальтовими викидами вздовж рифта (зчитуючи карти аномалії), і час, протягом якого ця відстань була подолана, визначається швидкість розширення. Якщо це вимірювання проводиться з одного боку хребта, дотримуйтесь запобіжних заходів, щоб подвоїти це значення, щоб отримати швидкість розширення океану.
Використовуючи магнітне обстеження вище, оцініть швидкість розширення океану в см/рік.
Порівняйте свій результат, використовуючи дані, які ви знайдете за адресою:
Порівняйте швидкість розширення Атлантичного океану та Тихого.
Швидкість коливається від 2-3 см/рік для повільних хребтів до 16 см/рік для швидких гір.
Пряме датування магнітних інверсій вимірювали лише в останніх відкладах (5 мА), датування давніших аномалій стало можливим лише при визнанні постійної швидкості розширення.
2.4. ДОДАТКОВІ ДОКАЗИ МОБІЛЬНОСТІ ПЛИТКИ
2.4.1 Глибоке зондування виявляють, що чим далі від хребта, тим товщі відкладень і чим старіші підстилаючі базальти або відклади, які їх відразу покривають. Ці два останні матеріали також є однолітками.
Отже, океанічні плити утворюються внаслідок виливу мантійної магми на рівень хребтів, який потім поступово покривається відкладами.
Примітка. Нема дна океану старше 180 мА.
Наступна діяльність проводиться з єдиною метою перевірити, що ви розумієте механізм розвитку морського дна.
Слід нагадати, що спосіб розміщення цих порід різний:
відкладення осідають горизонтальними шарами на дні океану,
базальти утворюються шляхом випоту в осі хребта, відштовхуючи в подвійному конвеєрному поясі передні базальти.
Приступайте до завершення забарвлення гірських порід кожної епохи, як зазначено в легенді.
Хорошим прикладом є випадок Гавайських імператорських островів.
Ви розрахуєте швидкість руху мирної плити за даними, наведеними за адресою:
Ви можете перевірити свою роботу за адресою:
Тема 3: Переміщення тарілок спостерігається в прямому ефірі
В даний час відстань у кілька тисяч км можна виміряти з міліметровою точністю.
Використовується кілька методів: найвідоміший - GPS ("Система глобального позиціонування"), яке здійснюється супутниками (24 оперативні, що називаються GPS BII-01 в GPS BII-24) з використанням радіосигналів, що дозволяє в будь-який час і в будь-якому місці знати координати точки на поверхні земної кулі (положення на широті, довготі та висоті).
Можна спостерігати за розташуванням цих супутників на сайті NASA:
Ці супутники безперервно випромінюють радіосигнал на двох частотах (1,2 ГГц та 1,5 ГГц), які може отримати будь-який користувач, обладнаний відповідним приймачем. Достатньо проводити послідовні вимірювання для виявлення в реальному часі (тобто протягом декількох років) зміщення точки відносно іншої, взятої за еталон. Ми можемо визначити абсолютну швидкість переміщення цієї точки.
Ось як система GPS використовується для вивчення руху літосферних плит на поверхні земної кулі з точністю до порядку міліметра.
ОСВІТЛЕННЯ РОДИЧНИХ РУХІВ ПЛИТ З ДАНИХ GPS
1) Знайдіть станції на планісфері, подані навпроти, використовуючи координати по широті та довготі.
ШВИДКІСТЬ ПОДОРОЖІ В ШИРОТУ (см/рік)
ШВИДКІСТЬ ПОДОРОЖІ ВДОЛГОВО (см/рік)