أكثر

5.1: مقدمة في الصفائح التكتونية - علوم الأرض


أهداف التعلم

يحتوي هذا الفصل على عدة أهداف وغايات:

  • قارن ووصف كل طبقة من طبقات الأرض هذه: الغلاف الصخري والقشرة المحيطية والقشرة القارية.
  • صف كيف يحدث الحمل الحراري في الوشاح وقارن بين جزأي اللب ووصف سبب اختلافهما عن بعضهما البعض.
  • اشرح مفاهيم الفرضية التالية: فرضية الانجراف القاري ، فرضية انتشار قاع البحر ، ونظرية الصفائح التكتونية.
  • وصف الأنواع الثلاثة للصفائح التكتونية وكيف تؤدي العمليات إلى تغييرات في ميزات سطح الأرض.

أسئلة أساسية

  • ما هي القوة الدافعة للصفائح التكتونية وكيف يؤثر ذلك على الزلازل والبراكين حول العالم؟
  • كيف تساعد نظرية الصفائح التكتونية في تفسير الأنواع المختلفة للزلازل والبراكين حول الكوكب؟

1.5 أساسيات الصفائح التكتونية

الصفائح التكتونية هو النموذج أو النظرية التي تم استخدامها خلال الستين عامًا الماضية لفهم تطور الأرض وبنيتها - وبشكل أكثر تحديدًا أصول القارات والمحيطات والصخور المطوية وسلاسل الجبال والزلازل والبراكين والانجراف القاري. تم شرحه بشيء من التفصيل في الفصل العاشر ، ولكن تم تقديمه هنا لأنه يتضمن مفاهيم مهمة للعديد من الموضوعات التي يتم تناولها في الفصول القليلة التالية.

المفتاح لفهم الصفائح التكتونية هو فهم البنية الداخلية للأرض ، كما هو موضح في الشكل 1.6. الأرض النواة يتكون في الغالب من الحديد. اللب الخارجي ساخن بدرجة كافية ليكون الحديد سائلًا. على الرغم من أن اللب الداخلي أكثر سخونة ، إلا أنه يتعرض لضغط شديد لدرجة أنه صلب. ال عباءة يتكون من الحديد والمغنيسيوم سيليكات المعادن. الجزء الأكبر من الوشاح المحيط بالنواة الخارجية عبارة عن صخور صلبة ، لكنها بلاستيكية بما يكفي لتكون قادرة على التدفق ببطء. يحيط بهذا الجزء من الوشاح طبقة منصهرة جزئيًا ( الأسينوسفير) ، والجزء الخارجي من الوشاح صلب. ال قشرة - تتكون في الغالب من الجرانيت في القارات ومعظمها من البازلت تحت المحيطات - هي أيضًا صلبة. تشكل القشرة والعباءة الخارجية الصلبة معًا الغلاف الصخري. ينقسم الغلاف الصخري إلى حوالي 20 الصفائح التكتونية التي تتحرك في اتجاهات مختلفة على سطح الأرض. (للحصول على تصوير أكثر دقة لمكونات باطن الأرض ، يرجى الاطلاع على الشكل 9.2.)

من الخصائص المهمة للأرض (والكواكب الأخرى) أن درجة الحرارة تزداد مع العمق ، من ما يقرب من 0 درجة مئوية على السطح إلى حوالي 7000 درجة مئوية في مركز اللب. في القشرة ، يبلغ معدل ارتفاع درجة الحرارة حوالي 30 درجة مئوية / كم. يُعرف هذا باسم التدرج الجيوحراري.

الشكل 1.6 بنية باطن الأرض تُظهر اللب الداخلي والخارجي ، والطبقات المختلفة من الوشاح ، والقشرة [ويكيبيديا]

تتدفق الحرارة باستمرار إلى الخارج من باطن الأرض ، ويؤدي انتقال الحرارة من اللب إلى الوشاح إلى حدوث الحمل الحراري في الوشاح (الشكل 1.7). هذا الحمل هو القوة الدافعة الأساسية لحركة الصفائح التكتونية. في الأماكن التي تتحرك فيها تيارات الحمل الحراري في الوشاح لأعلى ، تتشكل الغلاف الصخري الجديد (عند ارتفاعات المحيط) ، وتتحرك الصفائح (تتباعد). عندما تتقارب لوحتان (ويكون تدفق الحمل الحراري إلى أسفل) ، ستكون لوحة واحدة مغمور (مدفوعًا لأسفل) في الوشاح أسفل الآخر. ترتبط العديد من الزلازل والبراكين الكبرى على الأرض بحدود متقاربة.

الشكل 1.7 نموذج للحمل الحراري داخل عباءة الأرض [http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/27/Oceanic_spreading.svg/1280px-Oceanic_spreading.svg.png]

يوضح الشكل 1.8 الصفائح التكتونية الرئيسية للأرض واتجاهات ومعدلات تباعدها عند ارتفاعات قاع البحر.

تمرن 1.2 لوحة الحركة خلال حياتك

باستخدام إما خريطة الصفائح التكتونية من الإنترنت أو الشكل 1.8 ، حدد الصفيحة التكتونية التي أنت عليها الآن ، وتقريبًا مدى سرعتها ، وفي أي اتجاه. إلى أي مدى تحركت تلك الصفيحة بالنسبة إلى قلب الأرض منذ ولادتك؟

الشكل 1.8 الصفائح التكتونية والسمات التكتونية للأرض التي كانت نشطة على مدار المليون سنة الماضية [http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Plate_tectonics_map.gif]


عنوان

يرتبط هذا المعيار بمتطلبات مخرجات التعلم

يشمل جميع المكونات المطلوبة ، كما هو محدد في التخصيص.

يشمل معظم المكونات المطلوبة ، كما هو محدد في التخصيص.

يتضمن بعض المكونات المطلوبة ، كما هو محدد في التخصيص.

يتضمن القليل من المكونات المطلوبة ، كما هو محدد في المهمة.

يرتبط هذا المعيار بمحتوى مخرجات التعلم

يوضح معرفة قوية أو كافية بالمواد بشكل صحيح يمثل المعرفة من القراءات والمصادر.

بعض الأخطاء أو الإغفالات الجسيمة ولكنها ليست كبيرة في إثبات المعرفة.

أخطاء أو سهو كبير في إثبات المعرفة.

فشل في إثبات المعرفة بالمواد.

يرتبط هذا المعيار بالتحليل النقدي لمخرجات التعلم

يوفر تحليلاً نقديًا قويًا وتفسيرًا للمعلومات المقدمة.

بعض الأخطاء أو الإغفالات الجسيمة ولكنها ليست كبيرة في التحليل والتفسير.

أخطاء أو سهو كبير في التحليل والتفسير.

فشل في تقديم تحليل وتفسير نقدي للمعلومات المقدمة.

يجب أن يكون هذا بتنسيق مقال ، بدون تضمين أي من الأسئلة وعدم وجود أي من نص التعليمات. مرفق ورقتي الحالية مع جميع الإجابات. يجب فقط وضعه في تنسيق مقال مع مقدمة ومراجع وخاتمة.


مقدمة في الصفائح التكتونية تقدم هذه الوحدة فرضية فيجنر حول الانجراف القاري ، ونظرية هيس لانتشار قاع البحر ، والنظرية الشاملة الحديثة للصفائح التكتونية.

ينقسم العرض التقديمي حول الصفائح التكتونية إلى 3 مناقشات منفصلة: الانجراف القاري ، وانتشار قاع البحر ، وتكتونية الصفائح. يهدف هذا النهج إلى تسليط الضوء على التطور التاريخي لنظرية الصفائح التكتونية. يعد تطوير النظرية مثالًا ممتازًا على الطبيعة التراكمية للعلم والعملية العلمية.

يستعرض هذا العرض التقديمي Continental Drift فرضية Wegner الأصلية حول الحركة الظاهرة للقارات.

PowerPoint انقر لتنزيل ملف MS Powerpoint (70 ميغا بايت)

PDF انقر لعرض أو تنزيل العرض التقديمي بصيغة PDF (1.9 ميجابايت)

HT ML Cl انقر لعرض العرض التقديمي بتنسيق html.

محاضرة عبر الإنترنت. انقر هنا لعرض محاضرة متدفقة حول دليل Wegner على Continental Drift. (

تُظهر هذه الرسوم المتحركة إعادة بناء لحركة القارات على مدار 180 مليون سنة الماضية. تتوفر هذه الرسوم المتحركة وغيرها من مركز UCSB التعليمي للوسائط المتعددة المرئي التابع لقسم علوم الأرض. هذه الرسوم المتحركة متاحة من خلال النقر هنا.

يستعرض نشر هذا العرض التقديمي السمات الرئيسية لقاع البحر ونظرية هارولد هيس الأصلية لانتشار قاع البحر.

PowerPoint انقر لتنزيل ملف MS Powerpoint (34 ميغا بايت)

PDF انقر لعرض أو تنزيل العرض التقديمي بصيغة PDF (2.1 ميجابايت)

HT ML Cl انقر لعرض العرض التقديمي بتنسيق html.

محاضرة عبر الإنترنت. انقر هنا لعرض محاضرة متدفقة تناقش دورة الصخور والصخور النارية. (

يصور هذا الرسم المتحرك قاع البحر منتشرًا على ثلاثة مراكز انتشار متصلة بأخطاء التحويل. يُظهر الشكل الداخلي في الترقيم انعكاسات قطبية مغناطيسية وتشكيل خطوط مغناطيسية لقاع البحر. تتوفر هذه الرسوم المتحركة وغيرها من مركز التصور التربوي للوسائط المتعددة بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس التابع لقسم علوم الأرض. هذه الرسوم المتحركة متاحة من خلال النقر هنا.

يستعرض هذا العرض التقديمي نظرية الصفائح التكتونية الحديثة ، وهوامش الصفائح وحدوث البراكين والزلازل.

PowerPoint انقر لتنزيل ملف MS Powerpoint (146 ميغا بايت)

PDF انقر لعرض أو تنزيل العرض التقديمي بصيغة PDF (5 ميغا بايت)

HT ML Cl انقر لعرض العرض التقديمي بتنسيق html.

محاضرة عبر الإنترنت. انقر هنا لعرض محاضرة متدفقة تناقش دورة الصخور والصخور النارية. (

يُظهر هذا الرسم المتحرك اندساس القشرة المحيطية تحت القشرة القارية عند حافة متقاربة. عندما يتم غرس الصفيحة في الوشاح ، يتم إطلاق الماء الموجود في اللوح ويتحرك لأعلى عن طريق الطفو. يقلل تدفق الماء إلى الوشاح العلوي من درجة انصهار الصخور مما يؤدي إلى تكوين الصهارة البازلتية. عندما ترتفع الصهارة بشكل قوي ، يتغير تكوينها من البازلت إلى الأنديزيت من خلال مجموعة متنوعة من العمليات. ومن ثم ، يتشكل خط من البراكين على الصفيحة العلوية الموازية لخندق المحيط العميق. تتوفر هذه الرسوم المتحركة وغيرها من مركز التصور التربوي للوسائط المتعددة بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس التابع لقسم علوم الأرض. هذه الرسوم المتحركة متاحة من خلال النقر هنا.

النشاطات الصفية

لغز فيجنر. انقر لتنزيل مجلد مضغوط من المستندات لهذا النشاط الكلاسيكي الذي طورته هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية. هذا نشاط بداية ممتاز لوحدة على الصفائح التكتونية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يوضح النشاط ملاءمة القارات لتشكيل Pangea ويمكن استخدامه كظاهرة تمهيدية. يسمح هذا النشاط للطلاب باستخدام العروض الرسومية (على سبيل المثال ، الخرائط) لتحديد العلاقات الزمنية والمكانية. (1.9 ميغا بايت). مجلد مضغوط

نمذجة انتشار قاع البحر. انقر لتنزيل هذا النشاط حيث يقوم الطلاب بنمذجة انتشار قاع البحر وتشكيل الشرائط المغناطيسية & quot التي توفر الدليل الأساسي لنظرية الصفائح التكتونية. يسمح هذا النشاط للطلاب باستخدام نموذج لاختبار الأفكار حول ظاهرة على نطاق غير قابل للرصد (أي لفهم طبيعة الخطوط المغناطيسية لقاع البحر). بالإضافة إلى ذلك ، يسمح للطلاب ببناء شرح باستخدام النموذج.

  • تعليمات المدرس وثيقة PDFWord
  • وثيقة بيانات الطالب PDFWord

أين تحدث الزلازل والبراكين؟ في هذا النشاط ، يعمل الطلاب في مجموعات من أربعة لتخطيط مواقع 20 بركانًا نشطًا و 20 زلزالًا كبيرًا. يقارن الطلاب نتائجهم بخريطة تكتونية للصفائح لاستقصاء العلاقة بين حدود الصفائح ومواقع الزلازل والبراكين. يسمح هذا النشاط للطلاب باستخدام عروض رسومية (مثل الخرائط) لمجموعات البيانات الكبيرة (مواقع الزلازل والبراكين) لتحديد العلاقات المكانية مع الهوامش التكتونية.

  • ورقة بيانات الطالب PDFWord Document
  • مفتاح الخريطة PDF

من أين أتت حديقة بيناكلز الوطنية؟ في هذا النشاط ، يفحص الطلاب حركة صخور نيناتش البركانية في حديقة بيناكلز الوطنية شمالًا على طول صدع سان أندرياس. يسمح هذا النشاط للطلاب بتطبيق المفاهيم الرياضية (مثل المعدل) على سؤال علمي حول معدل الحركة على طول خطأ سان أندرياس والتنبؤ بالحركة المستقبلية.

  • ورقة بيانات الطالب PDFWord Document
  • مفتاح إجابة المعلم PDF

ما مدى سرعة تحرك صفيحة المحيط الهادئ؟ مستند PDF Word في هذا النشاط ، يفحص الطلاب البيانات الجيولوجية الزمنية لتدفقات الحمم البركانية التي تشكل جزر هاواي ويستخدمون تلك البيانات ومسافات الجزر من نقطة الوشاح في هاواي لتحديد معدل تحرك لوحة المحيط الهادئ. يسمح هذا النشاط للطلاب بتطبيق المفاهيم الرياضية (مثل المعدل) على سؤال علمي حول معدل حركة لوحة المحيط الهادئ فوق نقطة هاواي الساخنة . مفتاح المعلم

الفيديو عبر الإنترنت والموارد الإعلامية

هذه الخريطة التفاعلية للكوكب الديناميكي هذه خريطة تفاعلية رائعة جدًا تُظهر مواقع البراكين والزلازل وحدود الألواح وحفر التصادم. يحتوي موقع الويب هذا على الكثير من البيانات الرسومية ويتطلب اتصالاً سريعًا بالإنترنت (كن صبورًا أثناء التحميل). مؤسسة سميثسونيان.

هذا الكوكب الديناميكي أنتجت USGS خريطة مطبوعة مذهلة. هذا الموقع هو المصاحب للخريطة المطبوعة ويتضمن روابط للخرائط القابلة للتنزيل. USGS

هذه الأرض الديناميكية: قصة الصفائح التكتونية هذا منشور على الإنترنت يقدم معلومات مفصلة عن الصفائح التكتونية. USGS

معلمين في الطليعة هناك العديد من الموارد والأنشطة التي طورها برنامج التطوير المهني هذا لمعلمي العلوم بالمدارس الإعدادية.

الصفائح التكتونية: مقدمة يقدم هذا الفيديو معلومات عن حركة الصفائح التكتونية وكيف تغير سطح الأرض بمرور الوقت الجيولوجي. انقر هنا للوصول إلى موقع الويب المصدر بما في ذلك الموارد الإضافية. مؤسسة WGBH التعليمية

الصفائح التكتونية: العالم وراء النظرية يقدم هذا الفيديو ثلاثة أنواع رئيسية خارج حدود الألواح. انقر هنا للوصول إلى موقع الويب المصدر بما في ذلك الموارد الإضافية. مؤسسة WGBH التعليمية

الصفائح التكتونية: أدلة أخرى يقدم هذا الفيديو ثلاثة أنواع رئيسية خارج حدود اللوحة. انقر هنا للوصول إلى موقع الويب المصدر بما في ذلك الموارد الإضافية. مؤسسة WGBH التعليمية

الصفائح التكتونية: بحيرة ميد ، نيفادا يفحص هذا الفيديو القصير منطقة Lake Mead في مقاطعة Basin and Range حيث يحدث امتداد لقشرة أمريكا الشمالية. انقر هنا للوصول إلى موقع الويب المصدر بما في ذلك الموارد الإضافية. مؤسسة WGBH التعليمية

الانقسام القاري: تفكك بانجيا تظهر الرسوم المتحركة التفاعلية تفكك Pangeae مع أدلة من الصخور والحفريات. مؤسسة WGBH التعليمية

الصفائح التكتونية: أرخبيل هاواي يقدم هذا الفيديو مقدمة لتشكيل هاواي من بقعة ساخنة في الوشاح. انقر هنا للوصول إلى موقع الويب المصدر بما في ذلك الموارد الإضافية. مؤسسة WGBH التعليمية

هزة أرضية! عندما تصطدم اللوحات (مؤسسة WGBH التعليمية). انقر هنا للوصول إلى موقع الويب المصدر بما في ذلك الموارد الإضافية.

برنامج USGS لمخاطر الزلازل زلزال .usgs.gov/ موقع USGS هذا هو نقطة الدخول الرئيسية للحصول على معلومات حول الزلازل بما في ذلك خرائط الزلازل في الوقت الفعلي.

خريطة الزلازل العالمية في الوقت الحقيقي http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/map/ هذه خريطة تفاعلية توضح حدوث الزلازل. يرجى ملاحظة أنه يمكنك تكبير أي موقع لمزيد من التفاصيل وتغيير خيارات الخريطة لعرض زلازل مختلفة الحجم.

هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS) www.usgs.gov/ USGS هي وكالة اتحادية داخل وزارة الداخلية الأمريكية وتتولى المسؤولية الأساسية عن القضايا الجيولوجية (الأخطار والموارد وما إلى ذلك) والقضايا البيئية ذات الأهمية الوطنية والإقليمية.

مركز التصور التربوي للوسائط المتعددة emvc.geol.ucsb.edu/ يحتوي هذا الموقع على رسوم متحركة رائعة توضح حركة الصفائح التكتونية. UCSB

معلمين في الطليعة orgs.up.edu/totle/ هناك العديد من الموارد والأنشطة التي طورها برنامج التطوير المهني هذا لمعلمي العلوم بالمدارس الإعدادية.

الأفكار الأساسية التأديبية NGSS

الصف 2
ESS1.C: تاريخ كوكب الأرض. بعض الأحداث تحدث بسرعة كبيرة ، والبعض الآخر يحدث ببطء شديد ، على مدى فترة زمنية أطول بكثير مما يمكن للمرء أن يلاحظه .

الصف الرابع
ESS1.C: تاريخ كوكب الأرض. تكشف الأنماط المحلية والإقليمية والعالمية للتكوينات الصخرية عن تغيرات بمرور الوقت بسبب قوى إير ، مثل الزلازل. يشير وجود أنواع أحافير معينة وموقعها إلى الترتيب الذي تشكلت به طبقات الصخور.

ESS2.B: الصفائح التكتونية وتفاعلات النظام واسع النطاق. تحدث مواقع سلاسل الجبال وخنادق أعماق المحيطات وهياكل قاع المحيط والزلازل والبراكين في أنماط. تحدث معظم الزلازل والبراكين في نطاقات تمتد غالبًا على طول الحدود بين القارات والمحيطات. تتشكل سلاسل الجبال الرئيسية داخل القارات أو بالقرب من حوافها. يمكن أن تساعد الخرائط في تحديد مناطق ميزات الأرض والمياه المختلفة على الأرض.

ESS3.B: مخاطر الطبيعة. تنجم مجموعة متنوعة من المخاطر عن العمليات الطبيعية (مثل الزلازل والتسونامي والانفجارات البركانية). لا يمكن للبشر القضاء على المخاطر ولكن يمكنهم اتخاذ خطوات للحد من آثارها.

المدرسة المتوسطة
ESS2.B: خرائط تفاعلات الصفائح التكتونية والأنظمة واسعة النطاق لأنماط الأرض والمياه القديمة ، استنادًا إلى تحقيقات الصخور والحفريات ، توضح كيف تحركت ألواح الأرض لمسافات كبيرة ، وتصادمت ، وانتشرت عن بعضها.

المعيار البيئي والاجتماعي 3 (ب): الأخطار الطبيعية يمكن أن يساعد رسم خرائط تاريخ الأخطار الطبيعية في منطقة ما ، جنبًا إلى جنب مع فهم القوى الجيولوجية ذات الصلة ، في التنبؤ بمواقع الأحداث المستقبلية وما يماثلها.

المدرسة الثانوية
المعيار البيئي والاجتماعي 3 (ب): المخاطر الطبيعية أدت الأخطار الطبيعية والأحداث الجيولوجية الأخرى إلى تغيير مسار التاريخ البشري [أنها] غيرت بشكل كبير أحجام السكان ودفعت إلى الهجرة البشرية.

المفاهيم الخاطئة العلمية الشائعة

القشرة والليثوسفير (أو الصفائح) مصطلحات مترادفة

Asthenosphere سائل (الطلاب على دراية فقط بالحمل الحراري السائل ، وليس الحمل الحراري الصلب ، والعديد من أفلام علوم الأرض للتعليم الثانوي تشير أيضًا على وجه التحديد إلى الطبقة الداخلية المنصهرة).

الوشاح السفلي سائل (لأسباب مشابهة لما ورد أعلاه).

نواة الأرض جوفاء ، أو أن هناك مساحات جوفاء كبيرة تحدث في أعماق الأرض (بقايا علم الكونيات الأقدم ودعامة أساسية للأدب الشعبي وأفلام هوليوود).

تتحرك القارات فقط (المفهوم الأصلي لفيجنر ، جنبًا إلى جنب مع الاستخدام الشائع لمصطلح "الانجراف القاري" في النصوص العامة ، وأفلام علوم الأرض للتعليم الثانوي ، وما إلى ذلك)

ترجع معظم حركات القشرة (خاصة تلك المرتبطة بعمليات بناء الجبال أو تكوين خندق أعماق البحار) إلى حركات رأسية ، وليست جانبية (مصطلحات مثل `` رفع الجبال '' ومصطلحات كتاب علوم الأرض ، وكذلك تصور فكرة من علم الكونيات القديم).

ترجع حواف المحيط المتباينة إلى الارتفاع العمودي أو التقارب ، بدلاً من التباعد (في تجربة الطلاب ، عادةً ما يكون الانحناء بسبب التقارب أو الارتفاع ، وليس الاختلافات في الحرارة / الكثافة ، لذلك لا تتناسب الرسوم التوضيحية للتلال بسهولة مع حركة السحب).

بدأت المحيطات الحالية فقط عندما تفككت Pangea - مرتبطة بفكرة عامة أن Pangea كانت القارة الأصلية في بداية الأرض (تذكر القليل من أفلام علوم الأرض ما حدث قبل Pangea & amp ؛ التركيز على انتشار المحيط الأطلسي أدى إلى التغاضي عن المحيط الهادئ).

حركة اللوحة غير محسوسة في الإطار الزمني البشري (الاستخدام الشائع لتشبيه نمو الأظافر صحيح فقط للصفائح الأبطأ ويقلل من أهمية الحركة).

تكون حركة اللوحة سريعة بما يكفي بحيث يمكن أن يتسبب تصادم القارة في حدوث فوضى مالية وسياسية ، بينما يمكن أن يؤدي التصدع إلى تقسيم العائلات أو فصل الأنواع عن مصدرها الغذائي.

المحيطات مسؤولة عن القشرة المحيطية (بدلاً من أن تكون أقرب إلى الاتجاه الآخر).

تشبه `` الرفوف '' القارية الأرفف في المنازل ، وتمتد على حافة القارة ويمكن أن تنكسر وتنهار لتشكل موجات تسونامي (لذلك كان تسونامي Boxing Day بسبب انهيار الرف)

حافة القارة هي نفس حدود الصفيحة.

بمرور الوقت ، لم يكن هناك تغيير كبير في نسبة المناطق المحيطية إلى المناطق القارية (فكرة الركود هي فكرة خاطئة شائعة ، ولكن هذا كان أيضًا جزءًا من مفهوم ليل الأصلي).

بصرف النظر عن الاختلافات الناتجة عن التغيرات في حجم الجليد ، ظل مستوى سطح البحر ثابتًا نسبيًا عبر الزمن (لم يعترف الجيولوجيون بتأثير سرعة اللوحة على مستوى سطح البحر حتى وقت قريب نسبيًا).

نوع حدود اللوحة هو نفس نوع اللوحة. على سبيل المثال ، يجب أن تكون اللوحة متباعدة أو متقاربة.


برنامج الجيوديسيا الفضائية

خلال القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين ، اكتشف العديد من الجيولوجيين فكرة أن القارات ربما تحركت عبر سطح الأرض. كانت جميعها مستوحاة من التوافق الرائع بين سواحل المحيط الأطلسي لأفريقيا وأمريكا الجنوبية. تم تطوير فرضية الانجراف القاري إلى حد كبير من قبل الألماني ألفريد إل فيجنر ، وهو محاضر في علم الفلك والأرصاد الجوية ، الذي اقترح أن قارات الأرض كانت في وقت واحد منضمة إلى قارتين عظميين. في عام 1912 ، قدم فيجنر اقتراحًا بأن جميع القارات كانت في السابق قارة واحدة كبيرة ، لكنها تفككت بعد ذلك ، وانجرفت عبر قاع المحيط إلى حيث توجد الآن. بصرف النظر عن استخدام توافق القارتين المذكورين بالفعل ، استخدم Wegener أيضًا توزيع الأحافير والتشابه الصخري كدليل. وُلد فيجنر في برلين في الأول من نوفمبر عام 1880 ، وهو أصغر طفل لواعظ إنجيلي. بحلول الوقت الذي كان فيه في سن المراهقة ، كان قد طور اهتمامًا قويًا بعلوم الأرض. درس علم الفلك في جامعة برلين ، حيث حصل على درجة الدكتوراه عام 1904. أظهر فيجنر موهبة في شرح الموضوعات المعقدة بسهولة كبيرة. جنبًا إلى جنب مع قوة شخصيته ، ألهم وضوح رؤية Wegener & # 39s حماسًا وولاءً كبيرين بين طلابه.

بالطبع ، لم يتم قبول نظرية & quotDrift & quot على الفور من قبل أقران Wegener & # 39s ، حيث يصعب في عالم العلم تغيير العقائد أو الآراء المقبولة أو الراسخة. سادت وجهة نظر أخرى في هذا الوقت. أولئك الذين اعتقدوا أن القارات والأحواض لم تتغير بشكل أساسي في موقعها وتكوينها النسبي منذ أن تشكلت تسمى & quotPermanentists & quot. يعتقد البعض الآخر أنه نتيجة للتقلص التدريجي للأرض الصلبة ، أصبح قاع المحيط أرضًا جافة ، وأصبحت الأرض الجافة بدورها قاع المحيط ، وقد أطلق على هؤلاء العلماء اسم & quotContractists & quot.

درس فيجنر توزيع الحيوانات ونباتات الأرض الأحفورية لمساعدته في تفسيراته. وجد فيجنر أن النبات Glossopteris تركت وراءها بقايا أوراق الشجر التي كانت شائعة نسبيًا في قارات نصف الكرة الجنوبي. دعم هذا فرضيته ، كما أوضح فيجنر ذلك من أجل Glossopteris الأوراق التي يمكن العثور عليها في القارات المتباعدة على نطاق واسع في نصف الكرة الجنوبي ، يجب أن تكون القارات قد انضمت مرة واحدة. باستخدام هذا الدليل ، انضم إلى جميع القارات الجنوبية ، جنبًا إلى جنب مع الهند ، في شبه القارة العملاقة التي سماها بانجيا.

انقسام بانجيا

درس Wegener أيضًا توزيع الأجسام الجيولوجية الرئيسية ، مثل مجمعات القاع البلوري (الصخور والقشرة القارية) والرواسب المعدنية. ووجد أن الملاءمة التي تنبأت بها تقديرات الخرائط تم تأكيدها من خلال محاذاة المجمعات الجيولوجية على جانبي المحيط الأطلسي. على سبيل المثال ، عندما قام بتركيب إفريقيا وأمريكا الجنوبية معًا على طول الرفوف القارية ، وجد أن كتلًا كبيرة من الصخور القديمة تسمى كراتون تشكل أنماطًا متجاورة عبر الخط الفاصل. يبدو أن الجبال التي تمتد من الشرق إلى الغرب عبر جنوب إفريقيا مرتبطة بالنطاق القريب من بوينس آيرس في الأرجنتين. كانت الطبقات الصخرية المميزة لنظام كارو في جنوب إفريقيا ، والتي تتكون من طبقات من الحجر الرملي والصخر الطيني والطين تغلب عليها طبقات من الفحم ، مطابقة لتلك الموجودة في نظام سانتا كاتارينا في البرازيل.

مساهمة جنوب إفريقيا

جاء دعم Wegener & # 39 الأكثر إقناعًا وحماسة من عالم الجيولوجيا من جنوب إفريقيا ، ألكسندر دو تويت. كان علماء جنوب إفريقيا أكثر ميلًا إلى فكرة الانجراف القاري لسبب بسيط: كان بإمكانهم في كل مكان أن يروا عددًا كبيرًا من الظواهر الجيولوجية التي تشبه إلى حد بعيد تلك الموجودة في القارات الأخرى في نصف الكرة الجنوبي. أمضى دو تويت خمسة أشهر في البرازيل وأوروغواي والأرجنتين يجمع الأدلة. لقد وجد صعوبة في تصديق أنه كان في قارة أخرى لأنه لم يعثر فقط على نفس الحفريات النباتية والحيوانية التي كان يعرفها في المنزل ، ولكنه وجدها في نفس التسلسل المعقد ، طبقة تلو الأخرى في الصخر. كان دو تويت واثقًا من أنه وجد دليلًا قاطعًا على انضمام القارات مرة واحدة. في كتاب مخصص لـ Wegener وعنوانه قاراتنا المتجولة، اقترح Du Toit تكوينًا مسبقًا للقارات كان مختلفًا عن Wegener & # 39s.

بدلاً من شبه القارة العملاقة ، أعاد Du Toit بناء القارات في القطب الجنوبي وجمع القارات الشمالية بالقرب من خط الاستواء. أطلق على قارته الجنوبية العملاقة جوندوانالاند والكتلة الأرضية الشمالية لوراسيا. كرس معظم كتابه لجندوانالاند ، وكدليل على وجوده ، أنتج قدرًا هائلاً من البيانات الأكثر تفصيلاً بكثير من أي شيء حاوله فيجنر.

ألكساندر دو تويت & # 39 خريطة لاثنين من القارات الفائقة القديمة

هل كان هذا كافيا للنقاد الأكاديميين؟ لا. أسلوب كتابة دو تويت اللامع يؤلم النقاد. على سبيل المثال ، كان يكتب ويكتب مشهدًا مذهلًا للكتل القارية الحالية ، مرتبطًا بقوة بأساس بلاستيكي ومع ذلك يظل ثابتًا في الفضاء يفصل بين آلاف الكيلومترات ، وقد يكون الأمر كذلك ، ومع ذلك يتصرف بطريقة متطابقة تقريبًا من حقبة إلى أخرى ومن مرحلة إلى مرحلة مثل الجنود في تدريبات ممتدة على نطاق واسع في بعض المناطق في أوقات مختلفة ومضغوطة بشكل مذهل في مناطق أخرى ، ومع ذلك احتفظوا بأشكالهم العامة ومواقعهم وتوجهاتهم بعيدًا عن بعضهم البعض عبر التاريخ ، ومع ذلك فإن ظهورهم في أحافيرهم لا يزال شائعًا أو أشكالًا متحالفة من الحياة البرية كانت موجودة خلال فترة معينة فترات من المناخات التي قد تكون تراوحت من جليدية إلى حارة أو غزيرة إلى قاحلة ، على الرغم من أنها تتعارض مع مبادئ الأرصاد الجوية عندما يتم أخذ مواقعها الجغرافية الحالية في الاعتبار - على سبيل المثال لا الحصر القليل من هذه المفارقات! مساهماته الكبيرة في الأدلة. & quotThis، & quot استنشق ناقدًا أكاديميًا & quot؛ هي اللغة الملونة لمؤلف الكتيبات & quot

كيف تحول النقاد

كان اكتشاف المغنطيسية القديمة وتطور علم المحيطات خطوة ضرورية في تطور العلوم التي كانت تنتظرها نظريات Wegener & # 39s و Du Toit & # 39s.

المغناطيسية القديمة

تعتمد المغناطيسية القديمة على مبدأ أنه في الصخور النارية المنصهرة ، أو الرواسب غير المحصنة ، ستتماشى الجسيمات المغناطيسية مع المجال المغناطيسي للأرض. يتم تخزين هذا السجل المغناطيسي داخل الصخور عندما تبرد وداخل الرواسب عندما تصبح صخرية. تظهر الانحرافات في محاذاة هذه الجسيمات المغناطيسية القديمة عن الاتجاه الحالي للمجال المغناطيسي للأرض أن القارات قد تحركت. قام الفيزيائي البريطاني باتريك بلاكيت ، الحائز على جائزة نوبل عام 1948 لعمله في الفيزياء النووية والإشعاع الكوني ، بتطوير جهاز حساس يسمى مقياس المغناطيسية الستاتيكي. باستخدام هذا الجهاز ، كان من الممكن لأول مرة اكتشاف اتجاه المجالات المغناطيسية الضعيفة للغاية. وقد مكّن هذا الباحثين من إجراء دراسات مغناطيسية قديمة لأنواع الصخور التي لم يكن بالإمكان تمييز مغناطيسيتها بواسطة المعدات السابقة.

علم المحيطات

خلال عام 1960 و 39 ، اكتشف عالمان من جامعة كامبريدج ، دروموند ماثيوز وفريد ​​فاين ، وجود سلسلة من الانحرافات المغناطيسية الخطية على جانبي سلسلة جبال وسط المحيط الأطلسي. كانت لشرائح من قشرة المحيط اتجاهات مغناطيسية متناوبة. تم شرح هذه الملاحظات من حيث نموذج انتشار قاع البحر الذي تتشكل من خلاله قشرة محيطية جديدة على طول تلال وسط المحيط بينما يتحرك نصفي المحيط.

من هذه الملاحظات البسيطة نظرية الصفائح التكتونية المتقدمة.

وفقًا لنموذج الصفائح التكتونية ، يتكون سطح الأرض من سلسلة من الصفائح الرقيقة نسبيًا ، ولكنها صلبة ، وهي في حالة حركة مستمرة. تتكون الطبقة السطحية لكل صفيحة من قشرة محيطية أو قشرة قارية أو مزيج من الاثنين معًا. يتكون الجزء السفلي من الطبقة العلوية الصلبة من وشاح الأرض. تمر الصفائح الصلبة تدريجيًا إلى الأسفل إلى الطبقة البلاستيكية (اللينة) من الوشاح ، الغلاف الأستنوسفير. قد يصل سمك الصفائح إلى 70 كم إذا كانت مكونة من قشرة محيطية أو 150 كم متضمنة قشرة قارية. تتحرك الألواح بسرعات مختلفة ، تتحرك الصفيحة الإفريقية حوالي 25 ملم في السنة ، بينما تتحرك الصفيحة الأسترالية حوالي 60 ملم في السنة.

يحدث معظم النشاط التكتوني والزلزالي والبركاني للأرض عند حدود الصفائح المجاورة. هناك ثلاثة أنواع من حدود الصفائح: حدود متباينة ومتقاربة وتحويلية.

هوامش متباينة للوحة

في هذا النوع من الحدود تتشكل قشرة محيطية جديدة في الفجوة بين لوحين متباينين. تزداد مساحة اللوحة كلما تباعدت الصفائح. تحدث حركة الصفيحة بشكل جانبي بعيدًا عن حدود اللوحة ، والتي تتميز بشكل طبيعي بارتفاع أو سلسلة من التلال. قد يتم تعويض التلال أو الارتفاع بسبب خطأ في التحويل. في الوقت الحاضر ، تحدث معظم الهوامش المتباينة على طول المنطقة المركزية لأحواض المحيطات الرئيسية في العالم. يشار إلى العملية التي تتحرك من خلالها الصفائح على أنها انتشار قاع البحر. تقدم سلسلة جبال وسط الأطلسي وصعود شرق المحيط الهادئ أمثلة جيدة على هذا النوع من هوامش الألواح.

نظام ميد أتلانتيك ريدج

حدود لوحة متقاربة

عند الحدود المتقاربة ، هناك صفيحتان في حركة نسبية تجاه بعضهما البعض. تنزلق إحدى الصفيحتين أسفل الأخرى بزاوية 45 درجة تقريبًا ويتم دمجها في عباءة الأرض على طول منطقة الاندساس. يمكن العثور على مسار هذه اللوحة الهابطة من تحليل الزلازل العميقة ويتم تمييز نقطة الهبوط الأولية على السطح بواسطة عمق خندق المحيط . يتم تقليل مساحة اللوحة على طول منطقة الاندساس. عندما تصطدم صفيحتان من القشرة المحيطية ، أ قوس الجزيرة البركانية قد تتشكل. عندما تنغمس إحدى الصفائح تحت الأخرى ، تبدأ في الذوبان على عمق يتراوح بين 90 و 150 كم وترتفع الصهارة الناتجة إلى السطح فوق منطقة الاندساس لتشكيل سلسلة أو قوس من البراكين. لذلك فإن حافة الصفيحة غير النازلة تتميز بسلسلة من الجزر البركانية.

هوامش تحفظية أو تحويلية

يعد نظام صدع سان أندرياس أشهر مثال على هذا النوع من الحدود. هنا تتحرك صفيحتان بشكل جانبي متجاوزين بعضهما البعض ولا يتم إنشاء القشرة المحيطية أو تدميرها.

    يختلف المعدل الذي تتحرك به كل لوحة بعيدًا عن الهامش المتباين من أقل من 50 ملم في السنة إلى أكثر من 90 ملم في السنة ويمكن تحديده من خلال نمط الشذوذ المغناطيسي على جانبي سلسلة التلال المنتشرة. على أي جانب من مركز الانتشار ، يمكن تحديد شذوذ مغناطيسي ضعيف بعرض 5-50 كم وطول مئات الكيلومترات. تبرد الصخور المنصهرة بين الصفائح المتباينة ، حيث تتماشى المعادن المغناطيسية الموجودة مع اتجاه المجال المغناطيسي للأرض في ذلك الوقت. تغيرت قطبية الأرض على فترات منتظمة عبر الزمن الجيولوجي. يتناوب الشمال المغناطيسي بين القطب الشمالي (قطبية طبيعية) والقطب الجنوبي (قطبية معكوسة). ونتيجة لذلك ، فإن أجزاء من القشرة التي تشكلت خلال فترة قطبية طبيعية لها بقايا مغنطيسية قديمة موجهة نحو الشمال المغناطيسي الحالي ، بينما لا يوجد جزء من القشرة المتكونة خلال فترة قطبية معكوسة. تشكل هذه الشرائط الخطية الطويلة من الانحرافات المغناطيسية نمطًا متماثلًا على جانبي مركز الانتشار. تم إنشاء سجل للتغيرات في قطبية الأرض المغناطيسية وتأريخه لحقبة الحياة الحديثة وهو أساس علم الطباعة المغناطيسية. يسمح هذا السجل ، بالاقتران مع الأشرطة المغناطيسية الموجودة على جانبي سلسلة التلال المنتشرة ، بفحص معدل ونمط انتشار قاع البحر.

ما الذي يسبب تحرك اللوحات؟

هذا السؤال لم يتم حله بالكامل بعد. تم طرح أربع فرضيات رئيسية لشرح ذلك.

التيارات الحرارية

تشير هذه الفرضية إلى أن التدفق في الوشاح ناتج عن التيارات الحرارية التي تسحب وتحرك صفائح الغلاف الصخري فوق طبقة الأستنوسفير. ترتفع التيارات الحرارية وتنتشر تحت حدود الصفائح المتباعدة وتتقارب وتنزل على طول متقاربة ثلاثة مصادر للحرارة تنتج تيارات الحمل:

(1) cooling of the Earth's core

(2) radioactivity within the mantle and crust

The convection hypothesis has been proposed in several different forms throughout the last 60 years. Convective models of plate evolution clearly show how important convective heat transport is to the modern Earth, over length scales as small as 100 km and times of 60 million years. Earth is a spendthrift, living on its inherited capital of primaeval heat, not on its radiogenic modern income.

Magma injection This hypothesis invokes the injection of magma at a spreading centre pushing plates apart and thereby causing plate movement.

Gravity Oceanic lithosphere thickens as it moves away from a spreading centre and cools, a configurationwhich might tend to induce plates to slide under the force of gravity, from a divergent margin towards a convergent margin.

Descending plates This hypothesis suggests that a cold dense plate descending into the mantle at a subduction zone may pull the rest of the plate with it and thus cause plate motion.

To summarize, the plate tectonic model provides a mechanism by which:

(1) continents can move across the surface of the globe

(2) patterns of volcanism can change and shift across the globe as plates and their boundaries evolve and move

(3) new oceans may grow and different sedimentary basins evolve

(4) oceans and sedimentary basins close and are deformed to produce mountains

Do measurements using VLBI, SLR and GPS support the findings from paleomagnetism ?

نعم, it does.

Geodetic data from VLBI, SLR and GPS indicate that plate velocities as measured over the last 15 years nearly equal those averaged over the past 3 million years.


Introduction to Plate Tectonics Continental Drift - PowerPoint PPT Presentation

May occur under oceanic or continental crust . Low density continental crust is not subducted, but may partially underlie the . &ndash PowerPoint PPT presentation

PowerShow.com is a leading presentation/slideshow sharing website. Whether your application is business, how-to, education, medicine, school, church, sales, marketing, online training or just for fun, PowerShow.com is a great resource. And, best of all, most of its cool features are free and easy to use.

You can use PowerShow.com to find and download example online PowerPoint ppt presentations on just about any topic you can imagine so you can learn how to improve your own slides and presentations for free. Or use it to find and download high-quality how-to PowerPoint ppt presentations with illustrated or animated slides that will teach you how to do something new, also for free. Or use it to upload your own PowerPoint slides so you can share them with your teachers, class, students, bosses, employees, customers, potential investors or the world. Or use it to create really cool photo slideshows - with 2D and 3D transitions, animation, and your choice of music - that you can share with your Facebook friends or Google+ circles. That's all free as well!

For a small fee you can get the industry's best online privacy or publicly promote your presentations and slide shows with top rankings. But aside from that it's free. We'll even convert your presentations and slide shows into the universal Flash format with all their original multimedia glory, including animation, 2D and 3D transition effects, embedded music or other audio, or even video embedded in slides. All for free. Most of the presentations and slideshows on PowerShow.com are free to view, many are even free to download. (You can choose whether to allow people to download your original PowerPoint presentations and photo slideshows for a fee or free or not at all.) Check out PowerShow.com today - for FREE. There is truly something for everyone!

presentations for free. Or use it to find and download high-quality how-to PowerPoint ppt presentations with illustrated or animated slides that will teach you how to do something new, also for free. Or use it to upload your own PowerPoint slides so you can share them with your teachers, class, students, bosses, employees, customers, potential investors or the world. Or use it to create really cool photo slideshows - with 2D and 3D transitions, animation, and your choice of music - that you can share with your Facebook friends or Google+ circles. That's all free as well!


Introduction to Plate Tectonics with Google Earth

Plate tectonics is a unifying framework for understanding the dynamic geology of the Earth. The theory posits that the outermost layers of the Earth (the crust and uppermost mantle) make up the brittle lithosphere of the Earth. The lithosphere is broken up into a number of thin plates, which move on top of the asthenosphere (middle mantle). The asthenosphere is solid, but flows plastically over geologic time scales. Plate interiors are relatively stable, and most of the tectonic action (earthquakes, volcanism) takes place where plates meet – where they collide at convergent boundaries, move away from one another at divergent boundaries, or slide past one another at transform boundaries.

Reconstructions of the Earth’s tectonic plate locations through time are available, for example, at:

http://www.scotese.com/newpage13.htm (Links to an external site.)
http://www.ucmp.berkeley.edu/geology/tectonics.html (Links to an external site.)

But how do we define plates and plate boundaries? On what are plate reconstructions and animations based? How do we know plates are moving, how can we track their positions in the past, and how can we predict their positions in the future?

To answer these questions, this assignment guides you through an examination of patterns on Earth – the topography of the earth’s surface above sea level, the bathymetry of the ocean floor below sea level, and the distribution of earthquakes and volcanic rock ages. These patterns reveal plate boundaries, just as they did for geologists first developing plate tectonic theory in the 1960s. You’ll then use geologic data to determine long-term average plate motions, to predict how our dynamic planet will change in the future.

To do this, you’ll use the program Google Earth, and Google Earth layers compiled from various sources.

A. Getting started with Google Earth

On your computer, install the latest version of Google Earth Pro from https://www.google.com/earth/versions/ (Links to an external site.)

Once installed, open Google Earth, under the Tools/Options/3D View/ menu on a PC, or under the Preferences/3D View menu on a Mac, choose the “Decimal Degrees” and “Meters Kilometers” options and makes sure the “Use High Quality Terrain” box is checked.

Open the View menu. Go ahead and experiment with the options, but in general you should just have the Tool Bar, Side Bar and Status Bar checked. Also, on the View menu, hover over Navigation and you will see several options for the compass arrow and slide bars in the upper right corner of the Google Earth screen.

“Automatically” is a good choice as it leaves a ghost of the image visible until you hover over it.

Load the DynamicEarth.kmz file from into Google Earth Pro. It is located at https://serc.carleton.edu/sp/library/google_earth/examples/49004.html (Links to an external site.) and is the top file in the “Description and Teaching Materials” list. You should be able to double-click on the filename and it will open. Or, you can download the file onto your computer first, and then open it in Google Earth Pro by using File/Open and navigating to the file.

Once the DynamicEarth.kmz is loaded, click and drag to move it from “Temporary Places” to “My Places.” Then save “My Places” by clicking File/Save/Save My Places. DynamicEarth.kmz will now be available every time you open Google Earth Pro on your computer.

When you exit, Google Earth Pro should save “My Places” for the next time.

But you should manually save “My Places” whenever you make significant changes to it, as Google Earth Pro does not autosave during a session.
You now have an interactive view of the Earth! Take some time to explore the Earth with Google Earth and figure out how the navigation works using the keyboard, your touch pad, your mouse. For example:

Zoom in and out, move N, S, E, W, grab and spin the globe, etc. The resolution will change as you zoom. Clicking on the “N” of the navigation compass reorients the view so north is “up.”

At top left, “search” (and fly to) any place of interest. Zoom in and click on the “street view” icon (orange stick figure under the compass at top right) to explore an area as if you were on foot

Zoom in to see individual buildings, roads, cars, etc.

Go 3D – zoom into a significant topographic feature (e.g. Mount Everest, the Grand Canyon, Niagara Falls). Hold the Shift key down and tilt the terrain using the Up/Down arrows to tilt the terrain, and spin the terrain using the Right/Left buttons. Do the same thing for topographic features on the ocean floor. Note that under Tools/Options/3D View you can increase the vertical exaggeration by up to 3x. This is useful to emphasize subtle features, but is pretty scary when you look at the Grand Canyon that way!

On the Google Earth tool bar, click the clock-with-an-arrow icon to explore historical imagery in an area of interest (views through time of your favorite city, for example)

By clicking and dragging, you can move things that you have found and want to save, from the “Search” menu into “My Places.” You can also re-organize “My Places” by adding and deleting items, changing the order of things, making subfolders, etc.

Explore the built-in items under the Layers menu at bottom left, and Dynamic Earth layers in your Places menu.

Expand and contract the folders and subfolders, turn various items on and off, etc. For example, with the Dynamic Earth/Volcanoes of the World layer displayed, right-clicking on a volcano (double-clicking with a Mac) brings up an information box about it.

B. Topographic Patterns
Uncheck all of the layers and focus on topographic features of the Earth.

Topography of the earth ABOVE sea level

Are mountains randomly distributed on the continents, or do they tend to occur in particular patterns (clusters, linear chains, arcs, etc.)?
Find Mt. Everest, the highest point on earth. Zoom in enough to see the summit, then pan your cursor around to locate the highest point (elevations shows up in the status bar at the bottom, as long as View/Status Bar is selected). The elevation of Mt. Everest is how many meters?
Topography of the earth BELOW sea level

We are all relatively familiar with the topography of the Earth’s surface above sea level, but less so with the bathymetry of the Earth below sea level. Before this was known, most people assumed that the seafloor was relatively flat and featureless, and personal experience with lakes and rivers suggested that the deepest part would be in the middle. Actual mapping of the sea floor, however, showed some surprises.

Such mapping began in the 1930’s but accelerated during World War II with the advent of submarine warfare. Princeton Geosciences Professor Harry Hess played a pivotal role as captain of the USS Cape Johnson he used the ship’s echo-sounder to “ping” the seafloor and measure depth as the ship traversed the Pacific Ocean between battles. After the war, this data led him to propose seafloor spreading, a process crucial to the development of the theory of plate tectonics.

Modern methods to measure bathymetry include multi-beam echo sounders that map a wide swath of seafloor, and satellite measurement of variations in sea level due to variations in gravitational pull over bathymetric features – sea level is slightly lower over low spots on the sea floor and slightly higher over high spots.

On Google Earth, the bathymetry is shown in shades of blue: the darker the blue, the greater the depth. You can get Google Earth Pro to draw topographic profiles by a) using the “Add Path” tool to draw a path across a region of interest b) saving that path to My Places and c) right-clicking on the path in My Places and choosing “Show Elevation Profile.”

In order to see a bathymetric profile of the sea floor, (as opposed to a topographic profile on land), there is one more important step to take. In the information box for the path you create, click on “Altitude”, and then choose “clamped to the sea floor” instead of “clamped to the ground”. Otherwise your profile will simply show you a flat line for the sea surface.

Examine the Atlantic Ocean between North/South America and Eurasia/Africa. Note that the deepest part is not the middle instead, an underwater mountain range runs down the middle of the ocean.
Shore of South America leads to the Atlantic Ocean which ends at the shore of Africa.

Features like this are called mid-ocean ridges or spreading ridges (more on the “spreading” later in this lab). Zoom in enough to see that although the ridge is a topographic high, it also has a valley (the “rift valley”) running along the middle of it. In the space below, complete the topographic profile of the Atlantic Ocean floor between South America and Africa. Take a digital photograph of your sketch to including in your lab report.

Scan around to see the ocean ridges in the Indian, Pacific and Southern Oceans.

Pacific Ocean leads up to the South American shoreline.
If the earth’s lowest spots aren’t in the middle of the ocean, where are they? Focus on the west coast of South America, and in the space below complete the topographic profile of the Pacific Ocean floor from South America westward about 600 miles (1000 km). Take a digital photograph of your sketch to including in your lab report.

The deep linear features, the lowest points on Earth, are called ocean trenches.
Using Google Earth, “fly to” Challenger Deep, the deepest place on Earth (once Google Earth gets you there, you may have to zoom out to see where you are). Where is it?

Challenger Deep reaches 11 km (11,000 meters, equivalent to 36,000 ft) below sea level. Which is greater, the elevation of Mt Everest above sea level (see Question 3), or the depth of Challenger Deep below sea level, and by how much?
In the space below, give the locations of three other ocean trenches on Earth.

C. Seismic Patterns
An earthquake is a vibration of Earth caused by the sudden release of energy, usually as an abrupt breaking of rock along planar fractures called faults.

Earthquakes originate at a point called the focus (or hypocenter) which is not at the surface of the earth, but instead at some depth within the earth. The epicenter of an earthquake is the point directly above the focus on either the land surface or seafloor the depth of an earthquake has nothing to do with water depth, but instead is the depth in the solid earth from epicenter to focus.

Only rocks that are cold and brittle (the earth’s lithosphere) can be broken in earthquakes. Rocks that are hot and ductile will stretch and deform slowly over time without breaking (the earth’s asthenosphere) – and thus do not produce earthquakes. So observing where earthquakes occur, both horizontally and with depth, tells us something about where stress is concentrated, and also about the material properties of the earth.
Representation of two faults shifting. Where the slip happens underground is the focus. Where the slip occurs on the surface is the epicenter.

(Source: https://www.windows2universe.org/earth/geology/quake_1.html (Links to an external site.))

Expand the Dynamic EarthSeismicity item and click “on” the “Twenty years of large earthquakes” layer to show the epicenters of large earthquakes (those with magnitudes = 6.0) during a 20-year period.

Describe any patterns you see in the distribution of earthquake epicenters over the Earth’s surface – do they form lines, arcs, circles or clusters? Are patterns connected or disconnected?

Look closely at and around the Earth’s ridges and trenches. The earthquake depth patterns associated with these features are different. Complete the chart below:
In the vicinity of ridges.
(Scan 1500km or so on either side) In the vicinity of trenches.
(Scan

1500 or so km on either side)

Describe the depth or range of depths of earthquakes, and the distribution (symmetric or asymmetric?)

Is there any pattern to the depth distribution?

Using earthquake depths as evidence, is the Earth’s lithosphere thicker in the vicinity of ridges or in the vicinity of trenches? Justify your answer.
D. Volcano Patterns
A volcano is an opening in the Earth’s surface through which melted rock (magma), volcanic ash and/or gases escape from the interior of the Earth.

Leaving the earthquake layer on, click on the Active Volcanoes layer. Describe the relationship between the locations of most active volcanoes and locations of earthquakes:
E. Plate Boundaries

The theory of plate tectonics holds that the Earth’s lithosphere is broken into a finite number of jigsaw puzzle-like pieces, or plates, which more relative to one another over a plastically-deforming (but still solid) asthenosphere. The boundaries between plates are marked by active tectonic features such as earthquakes, volcanoes, and mountain ranges and there is (relatively) little tectonic activity in the middle of plates.

Unclick all the layers, and then click on the “plate boundary model” layer (click the box to show it and then click the + or arrow to expand the legend). This shows plate boundaries and the names of major plates.

Find the boundary between the African and South American plates

Where is this plate boundary, relative to the coastlines of Africa and South America?

Now click the other layers on and off so that you can see relationships between plate boundaries and these features. If you did not have the “plate boundary layer” available to you, how could you determine where this plate boundary was? Be sure to consider topography/bathymetry as well as the earthquake and volcano layers. List several ways and be specific.
Travel westward across the South American plate to its boundary with the Nazca plate

Where is this plate boundary, relative to South America?
If you did not have the “plate boundary layer” available to you, how could you determine where this plate boundary was? List several ways and be specific.
F. Plate motion

Motion across the mid-Atlantic ridge: the South American plate vs. the African plate

Turn on the “Seafloor age” and the “Plate Boundary” Google Earth (GE) layers. The “Seafloor age” layer shows the ages of volcanic rocks that have erupted and cooled to form the ocean floor. Focus on the Atlantic Ocean. Note that the age bands generally run parallel to the spreading ridges. Seafloor age is a critical piece of evidence for plate tectonics these are used to reconstruct how ocean basins have developed over time and predict how they may evolve in the future.

How many million years (abbreviated Ma) does each colored band represent?

On average, continental crust is 2 billion years old the oldest rocks are 3.8 billion years old, and some of the grains in those rocks are even older.

What is the age of the oldest seafloor? _______________________________

On average, which is oldest – the continents or the ocean basins? _________________

Find the South American plate, the African plate, and the Mid-Atlantic Ridge that marks the boundary between them. What happens to the age of the seafloor as distance increases away from the Mid-Atlantic Ridge?

Is crust being created or destroyed at this plate boundary (and other spreading ridges)?

Is this plate boundary divergent, convergent, or transform? ________________

Focus on the northern Atlantic Ocean, near the east coast of the US and the northwest coast of Africa. How long ago did the northern Atlantic Ocean begin to open up or start spreading? Describe your reasoning.

Did the northern Atlantic Ocean basin start to open at the same time as the southern Atlantic Ocean basin? How much older or younger is the northern Atlantic basin than the southern Atlantic basin? Describe your reasoning.
G. Putting it all together:

Prepare a report documenting this lab activity. Your report should discuss how plate tectonic theory relates to earthquakes, volcanoes, and the bathymetry (sea floor topography) of oceans. Along the way, include answers to all of the questions in this lab. Your paper should be accompanied by the two drawings of your ocean floor profile sketches in questions 3 and 4. Your paper should be well organized and written in flowing paragraph form, instead of just a numbered list of questions and answers. Use APA format, according to the CSU Global Writing Center (Links to an external site.) including a title page, and citing and referencing any sources that you use to support your work, apart from this lab sheet.


Kiyoo Wadati

Kiyoo Wadati (1902-1995) was a Japanese seismologist who presented convincing evidence of deep earthquakes (>300km). He discovered what is today known as the Wadati-Benioff Zone, a region of intermediate and deep earthquake zones along oceanic trenches, which became the foundation for the plate tectonics hypothesis. Wadati graduated from the Institute of Physics, Imperial University of Tokyo. He subsequently worked at Central Meteorological Observatory during which time he discovered deep earthquakes.

Specific contributions to plate tectonic theory / solid Earth geophysics

Kiyoo Wadati hypothesized that earthquakes in Japan were a result of plate motion. His early research compared time curve data for the arrival of P and S waves of two earthquakes with close epicenters. The calculations demonstrated that one earthquake occurred at a depth of 30 km, while the other occurred at a depth of greater than 300 km. Wadati compiled evidence of more than a dozen earthquakes between 1924 and 1927 in the Honshu region that occurred at the same depth range. Wadati plotted data that demonstrated an inclined intermediate and deep earthquake zone near the oceanic trench dipping toward the Asiatic continent northwestward and the Philippine Sea westward. The intermediate and deep earthquake zone was named the Wadati-Bennioff zone after Hugo Benioff demonstrated that the zone existed in each area in the circumpacific region. His observations that deep earthquakes occured provided integral support for the theory of plate tectonics.

Later in his career, Wadati plotted data for ground motion at seismic stations. He demonstrated that curves were sharper according to the magnitude of the quake. Wadati attempted to use this method to estimate the magnitu de of destructiveness of earthquakes. Charles Richter later created the Richter scale based on Wadati’s methods.

Diagram of Wadati-Benioff zone from the U.S. Geological Survey (obtained from Wikipedia.com June 10th, 2011)

Other interesting scientific contributions

Wadati studied ground subsidence while director of Osaka District Meteorological Observatory. He discovered the relationship between ground water levels, consolidation of mudstone, and subsidence in the Osaka area. His research was valued in the recovery of Japan after World War II when industrial growth contributed to increases in ground subsidence.

Other cool stuff you should know

Wadati was placed on the retired list of the Central Meteorological Society for 1929-1931 because he was ill with tuberculosis. He was director general of the Japan Meteorological Society from 1956 until he retired due to an age limit in 1967.

Bibliography

Frolich, Cliff. “Kiyoo Wadati and Early Research on Deep Focus Earthquakes'

Introduction to Special Section on Deep and Intermediate Focus Earthquakes”. Journal of Geophysical Research, Vol. 92, No. B13, pp. 13,777-13,788, 1987


شاهد الفيديو: نظرية تكتونية الصفائح (شهر اكتوبر 2021).