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大陆漂移说、海底扩张说、板块构造说和深海灾害 [复制链接]

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离线diego
 
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只看楼主 正序阅读 使用道具 0楼 发表于: 2009-05-13 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
— 本帖被 diego 执行压帖操作(2011-03-02) —
         关于大陆漂移说、海底扩张说、板块构造说和深海灾害的,从一个网上拷贝的文字和图,约21Mb(就不上传了,与图文形式展开吧),觉得挺不错的,很形象生动,可惜动画没有办法下载,推荐给大家看看吧!


大陆漂移
    地球自它诞生以来,从未停止过活动,沧海桑田、山河巨变。最为神奇的是茫茫大地竟能象巨轮那样一漂千里,至今不息。 2千多年前,古希腊人就认为大地像“木筏”那样漂浮在水上。1620年已有人注意到大西洋两岸轮廓可以相互拼合。1915年德国气象学家魏格纳正式提出了“大陆漂移说”。他认为2亿年前全球各大陆曾拼合在一起,组成一个超大陆,又称‘联合古陆’,随后才分裂,逐渐漂移到现在的位置。 
 

 

大陆漂移 
    魏格纳(A.Wegner)(1880-1930),大陆漂移理论的创始人
一次世界大战期间,魏格纳受伤在医院治疗,偶然发现大西洋两岸的大陆轮廓非常吻合,从而产生了大西洋两岸陆地曾在一起,后经裂开和漂移成了今天格局的想法。他广泛收集地质学和古生物学等方面的证据。1915年出版了《大陆和海洋的起源》,阐述了大陆漂移的观点。

大陆漂移理论的证据
证据1:相邻大陆的边缘形态可以拼接 

    魏格纳为证实大陆漂移所收集的大量资料,至今仍然是难以辩驳的铁证。其中,大陆岸线的吻合是最吸引人的证据。巴西东端的直角突出部分与非洲西岸直角凹进的几内亚湾非常吻合。 1965年,人们曾根据大西洋最新海深图通过计算机对1000米等深线处进行拟合,发现两岸几乎可以完美无缺的拼接。具有如此高的拟合度不可能是偶然造成的。

最初发现南美洲与非洲可以拼合

后来已将各大洲拼合起来
证据2:相邻大陆在地层上有许多相似性和可拼合性 

    更令人信服的是两岸相同地质年代的山系、地层或岩块都可以一一对应加以拼接。例如挪威到苏格兰的加里东褶皱山系在北美东海岸再现;南非开普山与南美布宜诺 斯艾利斯的二叠纪地层可以拼合;非洲高原的前寒武纪片麻岩在巴西重现等等。这就象被撕碎的书页,不仅毛边可以拼接,连印刷文字都恰好齐整切合,显然就不是 巧合了。





大西洋两岸褶皱山系的拼结
证据3:古冰川遗迹的分布 
  

    根据古冰川沉积物和冰川擦痕等证据,表明在2亿年前,目前位于热带、温带地区的南美、南非、印度和澳大利亚等地都分布着大片古冰川遗迹,而北半球找到的却是热带植物化石,这样势必会作出南半球万里冰封,北半球郁郁葱葱不合情理的结论。但如果按照大陆漂移说的观点,当时的大西洋和印度洋并未出世,而各大陆又联合在一起,并以南非为中心同居于南极附近,出现冰川自不足为奇。 


各大陆冰川分布不仅可以拼接,而且冰川流向合理 
 
证据4:古生物化石的分布 
  

    魏根纳充分利用古生物学的资料来证实大陆的漂移。由于相同的生物种不可能在相隔十分遥远的地点分别独立出现,它们应该起源于同一地区,然后再逐渐传播到其他地区。但是,魏根纳通过对比发现,在远隔重洋的大西洋两岸许多生物种群却存在着亲缘关系,其中特别是那些根本无法远涉重洋的陆生生物群落,只有用“联合古陆”的观点才能得到圆满解释。

水龙兽,四足短矮,属于陆地生活的爬行类动物。广泛分布于南美、南非、印度、南极等地。它们不可能漂洋过海,只能通过大陆漂移而至。

    在南美东部、非洲西部和南极洲2亿年前的地层中分别都找到同一个属种的中龙化石。它们是只喝淡水的小型陆生爬行动物。无法想象它们可以游过宽阔的大西洋而互相沟通。显然,他们应该曾经生活在联合古陆上,此后才漂移开来。

    2亿年前的舌羊齿是生活在寒冷气候带的蕨类植物,但目前它的化石却遍布于南美洲、南非、印度、南极洲和澳大利亚等大陆的不同气候带上。看来,只有用当时这些大陆曾经组成了联合古陆的解释才最为合理。

 

大陆漂移理论的沉浮 
  

    大陆漂移说的问世,轰动了全球。但后来发现,大陆漂移的证据虽然无可辩驳,却始终找不到大陆漂移的真正原因。因此它曾一度沉寂了30余年。直到20世纪60 年代,大陆的漂移终于在大洋深处找到了答案。海洋地质学和地球物理学的诸多发现,使得大陆漂移说再度复活起来,并且成为海底扩张说和板块学说的奠基石。

大陆漂移说的基本观点 
    魏格纳认为较轻的大陆硅铝层浮在较重的大洋硅镁层之上进行漂移,犹如冰山漂浮在海面上一样。大陆漂移的动力来自离极力和潮汐摩擦力。由地球自转产生的离心力会产生自极地向赤道运动的离极力,推动大陆在径向上漂移,形成青藏高原与喜马拉雅山脉那样的地形;而太阳与月球的引潮力不仅可以使地球自转速度减缓,而且可以产生强大的潮汐摩擦力,拉住大陆在径向上向西漂移,在美洲西部受阻形成巨大的海岸山系。
 

大陆漂移最初的解释:大陆硅铝层在大洋硅镁层上滑动。
日月的潮汐摩擦力产生使大陆向西的漂移力

地球自转离心力分解出的离极力推动大陆在径向上漂移

大陆漂移说的衰落
 

    大陆漂移说极大地冲击了当时占绝对统治地位的“海陆位置固定论”思想,因此遭到大多数学者的反对和攻击。在美国,甚至谁要是相信了大陆漂移,就当不了教授。反对大陆漂移最重要的理由是魏格纳所主张的离极力和潮汐摩擦力实在太小,不足以驱动大陆作长途漂移,况且也很难理解大陆为什么能在坚硬的洋底上运动。随着 1930年魏格纳过早地在格陵兰探险遇难身亡,大陆漂移说也就被打入了冷宫。

 
[ 此贴被diego在2009-05-13 09:39重新编辑 ]
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不错,谢谢分享
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不错,非常好的资料!顶一下
我是一名石油工作者,我以从事石油工作而自豪。
离线dustin
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顶!very good!
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很好,顶顶顶!
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不错,支持一下!
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离线diego
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深海灾害


    海洋是生命的摇篮,是人类蓝色的聚宝盆,随着科技发展,开发海洋的能源和资源的步伐越来越迅速、深入、广泛。但是海洋也会对人类带来难以抵御的自然灾害。令人恐惧的海啸和风暴潮卷走了无数生命与财产;海平面上升、海水入侵、赤潮、海底滑坡、深海浊流和深海风暴等都会给人类的生活和生产带来不同程度的威胁和灾害。在全面开发海洋的事业中,我们必须识别它们并采取防御措施。




海底地震
 

    地震主要是由于地下岩石突然断裂而发生急剧的颤动。全球的地震主要由于岩石圈板块在边界地带进行拉张、挤压或剪切运动而发生。因此震源带主要集中在板块的边界地区。对海底地震分布规律和发生机制的研究,是板块学说重要的理论支柱。而海底地震及其所引起的海啸,则给人类带来巨大的灾难。
 

西北太平洋的地震震源分布

洋中脊火山活动 
 
    洋中脊的火山活动限于脊轴12千米宽的范围内。火山经多次喷发而形成火山链,与中脊走向平行。其形态及喷发周期与海底扩张速度有关。慢速扩张的火山链喷发是不连续的,可见枕状玄武岩,每500010000年喷发一次;中速扩张的火山链比较连续,常见席状玄武岩,每300600年喷发一次;快速扩张的火山链是连续的,多半为席状玄武岩,约50年喷发一次。

海啸 
 
    海啸是海底发生里氏震级6.5以上的地震(或强风暴)所引起海面巨大的波动现象。海啸可以掀起波长数百千米,波速600700千米/小时的狂浪,当到达海岸浅水区受阻时,巨大的能量使波浪骤然升高,形成高达十几米甚至数十米的“水墙”,冲上陆地后所向披靡,往往造成对生命和财产的严重摧残,给人类造成难以弥补的巨大损失。



印度洋海啸
 

        2004 年底,苏门答腊岛西南岸外上千千米的海底发生强烈错动,使印度洋掀起滔天巨浪,给人类带来了空间的灾难。这一场由8.9级大地震激起的冲天海啸,席卷东南亚、南亚、非洲等12国,波及印度洋东、北、西侧海岸,造成有史以来最大的海啸劫难。死亡20余万,财产损失千亿美元。引起这场浩劫的根本原因在于深海底下板块边界发生的强烈构造运动。
 

 

 智利地震引起日本海啸
 

19605月由智利地震引发的海啸在太平洋深海以时速700多千米的速度前进,约22小时后到达了日本,造成日本约140人死亡或失踪。
 


海底浊流
 

堆积在大陆架边缘的沉积物在暴风浪、地震等因素的诱发下发生崩塌,迅速与海水混合形成泥沙混杂的“水下泥石流”,称为海底浊流。由于它具有很高的密度,因此能以极快的流速沿着大陆坡下滑,其巨大的能量可切割陆坡形成陡峭的峡谷。在峡谷口平缓地带堆积成扇形的“浊积扇”。深海浊流对于海底建筑物能造成很强的破坏作用。此类浊流本身就是由于大西洋海底电缆突然被切断而被发现的。

海底浊流示意图

实验室里的浊流模拟实验

深海风暴的发现
 

    上世纪80年代以来,人们在北大西洋岸外深部洋底(水深3-5千米)进行长期的观察与测量。他们惊奇地发现洋底存在着一种间歇、突发的极强水流,流速在几天内从每秒5厘米突增到30-40厘米,甚至50-70厘米;水中泥沙物质的浓度猛增4-10倍;而且水流常呈旋涡状,犹如陆地风暴。这种洋底涡流每年平均发生2-3次,每次延续2-5天。每次强流过后,洋底明显改观、重组,就像被台风扫荡过一样。所以被称为“深海风暴”。



深海风暴与人类
 

深海风暴的发现表明大洋深处并不平静,也不稳定。在铺设海底电缆或进行水下工程时,不仅要防范地震、火山、滑坡和海底浊流等灾害因素,还应该注意避免将水下建筑安排在潜在的深海风暴易发区。过去人们总习惯将工业垃圾,特别是有害元素和核废料任意地倾注到大洋深水区,认为那里是深埋处理的最安全地点。但实际上深海风暴会通过强涡流的搅动将有害物质向上迁移,并在大洋上层水体扩散,对人类造成完全意想不到的危害。

目前正在太平洋形成的两个垃圾大旋涡,估计有1亿吨塑胶垃圾在漂浮,正将化学毒素辗转进入动物体内,最终摆到餐桌上
[ 此贴被diego在2009-05-14 14:24重新编辑 ]
离线diego
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板块构造

    板块学说是1968年法国的勒皮雄与麦肯齐等人提出的一种“新大陆漂移说”。板块学说认为地球的刚性岩石圈被分裂成若干巨大的块体—板块(plate),它们被驮在软流圈之上正在作大规模的水平运动,并在各个板块之间发生相互作用。正是这种相互作用,从根本上控制了各种内、外地质作用的发生和发展,因此可以说,板块学说是关于板块间相互作用的学说。当然,随着研究的深入,人们发现在板块内部也存在着各种类型的运动和地质构造的演变。
全球板块分布 
  

    由于板块边界处存在着板块间强烈的相互作用,应是地震、火山活动地带。因此,根据地震、火山带的分布可以很容易地将全球划分出包括全部陆地和海洋在内的 6-7个大型板块和若干个小型板块。它们分别是太平洋板块、欧亚板块、非洲板块、南北美洲板块、印度板块(包括澳洲)和南极洲板块。

全球板块分布图



世界活火山分布带

与地震分布带相吻合的板块边界

板块的边界
 

    板块边界是地球上最活跃的地带,具有强烈的火山、地震活动、地质构造变形和变质作用等。根据板块间相互作用方式可以分为离散型(洋中脊、大陆裂谷)、汇聚型(消减带、碰撞带)和平错型(转换断层)等三种基本类型。从力学性质来说,它们分别代表着拉张、挤压和剪切三种基本方式。

板块边界

边界类型
离散型板块边界
 

    离散型板块边界是岩石圈发生分裂和拉张的地方。它们是海底扩张的策源地,随着地幔物质喷出不断制造出新的洋壳来,因此这里火山、地震活动频繁。此类板块边界包括了洋中脊系统及大陆裂谷系统(如东非裂谷、贝加尔湖、来茵地堑、红海等)。这些大陆裂谷被认为是未来新生大洋可能产生的地方。

汇聚型板块边界
 

    汇聚型板块边界又称为削减作用带。沿此边界两个相邻板块作相向挤压运动,以致老洋壳在这里俯冲和消减(subduction)。由于这里遭受强烈的挤压运动,引发了强烈的地震、火山活动、构造变形以及相关的变质作用。这种边界又可以进一步划分为俯冲、消减边界和碰撞边界两类。俯冲边界发生在大洋壳与大陆壳相互汇聚的地区;碰撞边界则是大陆壳与大陆壳相互碰撞的地方,例如欧亚板块与印度板块相互碰撞,形成了高耸的喜马拉雅造山带。
 
平错型板块边界
 

    在此类边界处板块既不增生也不消亡,而是相邻的两个板块通过转换断层滑动,同时引发地震和火山活动。它既可与分离型的洋中脊相伴,也可以与俯冲型的海沟相邻。实际上如果没有此类边界,拉张性质的洋中脊就难以与挤压性质海沟“凑合”在一起,只有转换断层可以在力学性质上加以“转换”,将它们联系起来组合成完整的“板块”。因此,转换断层的发现对板块学说的提出具有关键性的意义。

板块运动的驱动力
 

对板块运动的驱动力目前还存在着许多不同的看法。在所有观点中讨论最多的是地幔热对流说,这也是海底扩张说传统的看法。即认为板块是驮在地幔对流体上以传送带的方式运动的。不过,对于地幔对流圈涉及多大的深度则有不同的看法。有人认为地幔对流应在整个地幔圈层中。但有人指出,地幔太硬,不能发生对流,因而主张对流只在塑性程度较高的软流圈内进行,属浅对流。



板块的移动 
 

随着板块被驮在地幔对流体上传送,会产生相应的大范围的水平运动。据测算,板块每年可以“漂移”1-15厘米。这个速度虽然很小,但经不起亿万年的累积,地球的海陆面貌会因此发生巨大的改观。当两个大陆板块相互靠拢并发生碰撞时,就挤压出高山峻岭;当海洋和大陆板块相遇时,海洋板块会深深地潜入大陆板块之下,形成深邃的海沟。
 

热点与地幔柱
 

岩浆通常是通过板块边界的断裂系统到达地表。但有时在板块内部也有强烈的火山活动,因为那里存在直径几百千米,呈圆柱状的深部地幔物质的上升流,称为“地幔柱”。炽热的地幔物质把上覆的岩石圈抬起,在地表形成巨大的穹隆,并可产生象红海、亚丁湾和东非那样的三叉式的裂谷系统。它们具有高热流值,在冲破岩石圈的地方构成了“热点”。全球的地幔柱超过30个,例如冰岛、夏威夷、亚速尔、黄石公园和东非的阿法尔区等地。 
 
地幔柱 
 
全球热点

东非裂谷山叉点

太平洋的海山链
 

在板块内部,特别是西北太平洋地区分布着若干主要由死火山组成的海底山链。但它们的一端又常与现代活火山相连接,其中越远离活火山者,死火山的年龄越老。这被认为是地幔柱的热物质在其下象蘑菇云那样不断向四面八方蠕动扩展,这种强大的扩展力可以推动板块向前运动。而这些海底火山链就是地幔柱热点在板块表面留下的迁移轨迹。

夏威夷火山链
 

    过去,人们认为夏威夷群岛是由裂隙式火山同时喷发而成的。但现在发现它是一列连续喷发的火山链岛,各个火山岛的年龄自南向北有规律地逐渐变老。因此,人们认为在夏威夷地区存在一个地幔柱,在它的不断扩展过程中使得在热点上喷发的火山,在其死亡后不断随着板块运动而向北迁移,形成链状群岛。该火山链的延伸方向代表了太平洋板块移动的轨迹,说明太平洋板块曾沿着北西方向对欧亚板块作俯冲运动。


形成过程

热点移动与海底平顶山
 

    岩浆通常是通过板块边界的断裂系统到达地表。但有时在板块内部也有强烈的火山活动,因为那里存在直径几百千米,呈圆柱状的深部地幔物质的上升流,称为“地幔柱”。炽热的地幔物质把上覆的岩石圈抬起,在地表形成巨大的穹隆,并可产生象红海、亚丁湾和东非那样的三叉式的裂谷系统。它们具有高热流值,在冲破岩石圈的地方构成了“热点”。全球的地幔柱超过30个,例如冰岛、夏威夷、亚速尔、黄石公园和东非的阿法尔区等地。

海底链状排列的平顶山群


洋壳消减带
 

    太平洋周缘的岛弧-海沟带是世界地震强发地区,占全球地震总能量的80%。现已查明,这里既有浅源地震(0-70千米),也有中源地震(70-300千米)及深源地震(300-700千米)。从平面图和剖面图上看,都清晰地展示出地震震源深度自大洋向大陆由浅入深的有序分布。这就意味着在垂直上存在一个连续的倾向大陆的震源带,这一现象最早由美国人Benioff发现,故称为“贝尼奥夫带”。

日本地区不同震源地震震中平面分布

贝尼奥夫带示意图
[ 此贴被diego在2009-05-14 13:44重新编辑 ]

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