第九章 的球动力系统.pptVIP

收缩说 16世纪意大利学者布鲁诺最早提出：把苹果干缩的褶皱表皮与地球表面的岩层褶皱相对比。 19世纪中叶法国学者博蒙根据拉普拉斯的太阳系起源为由热变冷的假说又重新提出收缩说，认为地球内部由热变冷是地球表部收缩和褶皱及其它构造形成的原因。 膨胀说 17世纪英国学者培根最早提出，与收缩说相对立。 19世纪末和20世纪初一些学者如曼托瓦尼、希克森等用地球膨胀说来解释大西洋两岸形状的相似性和非洲裂谷系等现象，但膨胀说不能解释地球表层的众多大规模挤压褶皱山系。 板块构造学说 现代地球科学对全球动力学认识的主流，被誉为20世纪地球科学的革命。 是在确立了对大陆漂移与海底扩张的认识的基础上建立起来的。 在洋中脊轴部常发育有平行洋脊的巨大的中央裂谷，谷深可达1000～2000m，谷壁陡峭，实际上是一系列向谷内陡倾的张性断裂。裂谷宽数十至百余公里，窄的谷底宽度不过几公里。 大洋中脊轴部具有很强的构造活动性，常发生浅源地震及火山活动，并有高的地热流异常（可达(3～5)×41.686mW/m2）。 海沟的重力值相当低，出现负重力异常，这说明海沟下方物质的密度轻，是否也存在类似于高山之下的地壳“山根”插到地幔之中？ 海沟的地热流比正常洋盆显著低，说明海沟下面的物质比较冷。 但密度低的物质必将上浮形成高的地势，故可推测在海沟处必定有一种向下拉的作用力存在，使轻的地壳物质强制下陷。 从古生物演化史以及大陆褶皱山系中的大量古老海洋沉积岩来看，地表的海水或海洋无疑在很古的时期已经出现。 由此推测，洋壳发生着新旧更替，古老的洋壳已经消失，现在的洋壳是后来形成的。 这一学说认为，大洋中脊顶部乃是地幔物质上升的涌出口，上升的地幔物质冷凝形成新的洋壳，并推动先形成的洋底逐渐向两侧对称地扩张。 随着热地幔物质源源不断地上升并形成新的洋底，先成的老洋底不停地向大洋两缘扩张推移。 洋底扩展速度大约是每年几个厘米。 另一种情况：当洋底扩展移动至大洋边缘的海沟处时，沿贝尼奥夫地震带向下俯冲潜没，重新返回到地幔中去。这时，洋底并不推动相邻大陆向两侧漂开，相反，大陆逆掩于洋壳俯冲带上。 例如，太平洋就是这样，它本是一个古老的大洋，其洋底不断地在洋脊处新生，同时不断在海沟处潜没消亡，好似一条运动不息的传送带， 这样，2亿年左右洋底就可更新一次。 1963年，英国学者瓦因和马修斯结合海底扩张假说与地磁场倒转现象，对海底磁异常条带作了极为成功的解释。 他们认为海底磁异常条带不是由海底岩石磁性强弱不同所致，而是在地球磁场不断倒转的背景下海底不断新生和扩张的结果。 2、海沟及贝尼奥夫地震带 主要发育于太平洋及印度洋东北部边缘； 沿大陆边缘的岛弧线状延伸。 其横剖面多呈V字形，沟底深度一般大于6000m，若计沟底与岛弧或海岸山脉的相对高差，则可达13000m以上。 所以，海沟附近是地球上高差最为悬殊的巨型地形单元。 北海道－千岛群岛 贝尼奥夫带上震源深度分布剖面图 海沟附近是最强烈的构造活动带，如著名的环太平洋火山带与地震带。 50年代美国学者贝尼奥夫发现贝尼奥夫地震带。即地震震源深度变化很有规律：海沟附近都是浅源地震，离海沟较远出现中源地震，在更远的大陆内部则出现深源地震，最深达720km，震源排列成为一个由海沟向大陆方向倾斜的带，其倾角一般45°左右。 此现象说明，沿大陆边缘的海沟存在着倾向大陆的、正在活动的巨型断裂带。 3.洋底地壳的新认识 20世纪50年代，确定了洋底地壳的三层结构。 洋壳第一层即为沉积层，非常薄，平均不过0.5km。即使以每千年沉积1mm的最低沉积速度计算。故洋底沉积物年龄应比较新。 通过在大洋裂谷及断裂带的基岩崖壁处施挖采样，至60年代开展深海钻探以前，在洋底尚未发现比白垩纪更老的岩石。 软流圈 岩 石 圈 为什么陆壳和洋壳的年代不一样？ 海底地质新成果与新资料的积累，加之大陆漂移说的重新兴起，终于迎来了地球科学理论上的一场重大革新。 60年代初，美国地质学家赫斯（Hess,1962）和迪茨（Dietz,1961）首先提出海底扩张（sea floor spreading）说。 海底扩张说的提出 海底扩张说的涵义 海底扩张示意图 在不同海区，海底扩张产生的效应可能有两种情况： 一种是扩张着的洋底同时把邻接的大陆向两侧推开，大陆仿佛冻结在相邻的洋底上，与洋底一起向同一方向移动。这样，随着新洋底不断生成和向两侧扩展，新生的大洋不断张开，两侧大陆逐渐漂移。 例如，