Мантийные потоки и их наземное проявление  

Литосфера
http://en.wikipedia.org/wiki/Lithosphere

Литосфера -твёрдая оболочка Земли. Состоит из земной коры и верхней части мантии, до астеносферы, где скорости сейсмических волн понижаются, свидетельствуя об изменении пластичности пород. В строении литосферы выделяют подвижные области (складчатые пояса) и относительно стабильные платформы.

Блоки литосферы — литосферные плиты — двигаются по относительно пластичной астеносфере. Изучению и описанию этих движений посвящен раздел геологии о тектонике плит.

Литосфера под океанами и континентами значительно различается. Литосфера под континентами состоит из осадочного, гранитного и базальтового слоев общей мощностью до 80 км. Литосфера под океанами претерпела множество этапов частичного плавления в результате образования океанической коры, она сильно обеднена легкоплавкими редкими элементами, в основном состоит из дунитов и гарцбургитов, её толща составляет 5—10 км, а гранитный слой полностью отсутствует.

Для обозначения внешней оболочки литосферы применялся термин сиаль, происходящий от названия основных элементов горных пород Si (лат. Silicium — кремний) и Al (лат. Aluminium — алюминий)

Земная кора
http://en.wikipedia.org/wiki/Crust_(geology)
Поверхность Мохоровичича
http://en.wikipedia.org/wiki/Mohorovi%C4%8Di%C4%87_discontinuity

Граница (поверхность) Мохоровичича (сокращённо Мохо) — нижняя граница земной коры, на которой происходит резкое увеличение скоростей продольных сейсмических волн с 6,7—7,6 до 7,9—8,2 км/сек, и поперечных — с 3,6—4,2 до 4,4—4,7 км/сек. Плотность вещества также возрастает скачком, предположительно, с 2,9—3 до 3,1—3,5 т/м3.

Поверхность Мохоровичича прослеживается по всему Земному шару на глубине от 5 до 70 км. Она может не совпадать с границей земной коры и мантии, вероятнее всего, являясь границей раздела слоёв различного химического состава. Поверхность, как правило, повторяет рельеф местности

Кольская сверхглубокая скважина
http://en.wikipedia.org/wiki/Kola_Superdeep_Borehole

Кольская сверхглубокая скважина (СГ-3) — самая глубокая буровая скважина в мире. Находится в Мурманской области, в 10 километрах к западу от города Заполярного, на территории Балтийского щита. Её глубина составляет 12 262 метра. СГ-3 была пробурена исключительно для исследования литосферы в том месте, где граница Мохоровичича подходит близко к поверхности Земли. Интереснее было бурить там, где вулканические породы возрастом около 3 млрд лет выходят на поверхность

Астеносфера
http://en.wikipedia.org/wiki/Asthenosphere

Астеносфера - внешний пластичный вязкий слой мантии, выделяющийся пониженными скоростями.Граница между астеносферой и литосферой находится на глубине 4 км пол рифтами до 200 км под кратонами

Мантия
http://en.wikipedia.org/wiki/Mantle_(geology)
Земная мантия находится в диапазоне от 30 до 2900 км.

Границей между корой и мантией служит граница Мохоровича. Находится эта граница на глубине от 7 (под океанами) до 70 километров (под складчатыми поясами). Мантия Земли подразделяется на верхнюю мантию и нижнюю мантию. Границей между этими геосферами служит слой Голицына, располагающийся на глубине около 670 км.

В начале XX века активно обсуждалась природа границы Мохоровичича. Некоторые исследователи предполагали, что там происходит метаморфическая реакция, в результате которой образуются породы с высокой плотностью. В качестве такой реакции предлагалась реакция эклогитизации, в результате которой породы базальтового состава превращаются в эклогит, и их плотность увеличивается на 30 %. Другие учёные объясняли резкое увеличение скоростей сейсмических волн изменением состава пород — от относительно лёгких коровых кислых и основных к плотным мантийным ультраосновным породам. Это точка зрения сейчас является общепризнанной, исходно однородная Земля в результате частичного плавления разделилась на легкоплавкую и лёгкую часть — кору и плотную и тугоплавкую мантию

Внешнее ядро
http://en.wikipedia.org/wiki/Outer_core

The inner core of the Earth, its innermost hottest part as detected by seismological studies, is a primarily solid sphere about 1,220 km (760 mi) in radius, only about 70% that of the Moon. It is believed to consist of an iron-nickel alloy, and may have a temperature similar to the Sun''''s surface

Внутреннее ядро
http://en.wikipedia.org/wiki/Inner_core

The inner core of the Earth, its innermost hottest part as detected by seismological studies, is a primarily solid sphere about 1,220 km (760 mi) in radius, only about 70% that of the Moon. It is believed to consist of an iron-nickel alloy, and may have a temperature similar to the Sun''''s surface

Граница кора-мантия
http://en.wikipedia.org/wiki/Core-mantle_boundary
Конвенция
http://en.wikipedia.org/wiki/Convection
Мантийная конвенция
http://en.wikipedia.org/wiki/Mantle_convection
Коэффициент теплового расширения
Thermal expansion
http://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_contraction

Коэффициент теплового расширения — величина, характеризующая относительную величину изменения объёма или линейных размеров тела с увеличением температуры на 1 К при постоянном давлении

Нагрев
http://en.wikipedia.org/wiki/Heat
Плюм
http://en.wikipedia.org/wiki/Mantle_plume
Плюм - прожигающий коругорячий мантийный поток, двигающийся независимо от конвективных течений
Плюмы считаются ответственными за возникновение траппов, рифтов, и горячих точек типа Гавайской

Плюм тектоника
http://en.wikipedia.org/wiki/Plume_tectonics
Физика плюма
http://www.le.ac.uk/gl/art/gl209/lecture7/lecture7.html

References (these cover many different aspects of plumes)



AITKEN, B.G. & ECHEVERRIA, L.M. 1984. Petrology and geochemistry of komatiites and tholeiites from Gorgana Island, Colombia. Contributions to Mineralogy and Petrology 86, 94-105.

ANDERSON, D.L., TANIMOTO, T. & ZHANG, Y-S. 1992. Plate tectonics and hotspots: the third dimension. Science 256, 1645-1651.

ARNDT, N.T. 1977. Ultrabasic magma and high-degree melting of the mantle. Contributions to Mineralogy and Petrology 64, 205-221.

ARNDT, N.T. 1983. Role of a thin, komatiite-rich oceanic crust in the Archean plate-tectonic process. Geology 11, 372-375.

BERCOVICI, D. & MAHONEY, J. 1994. Double flood basalts and plume head separation at the 660-kilometer discontinuity. Science 266, 1367-1369.

BURKE, K. & KIDD, W.S.F. 1978. Were Archean continental geothermal gradients much steeper than those of today? Nature 272, 240-241.

CAMPBELL, I.H. & GRIFFITHS, R.W. 1990. Implications of mantle plume structure for the evolution of flood basalts. Earth and Planetary Science Letters 99, 79-93.

CAMPBELL, I.H., GRIFFITHS, R.W. & HILL, R.I. 1989. Melting in an Archaean mantle plume: heads it''''s basalts, tails it''''s komatiites. Nature 339, 697-699.

COFFIN, M.F. & ELDHOLM, O. 1993. Scratching the surface: Estimating dimensions of large igneous provinces. Geology 21, 515-518.

DAVIES, G.F. 1992. On the emergence of plate tectonics. Geology 20, 963-966.

DAVIES, G.F. & RICHARDS, M.A. 1992. Mantle convection. Journal of Geology 100, 151-206.

DUNCAN, R.A. & RICHARDS, M.A. 1991. Hotspots, mantle plumes, flood basalts and true polar wander. Reviews of Geophysics 29, 31-50.

FYFE, W.S. 1978. Evolution of the Earth''''s crust: modern plate tectonics to ancient hot-spot tectonics? Chemical Geology 23, 89-114.

GRIFFITHS, R.W. & CAMPBELL, I.H. 1990. Stirring and structure in mantle starting plumes. Earth and Planetary Science Letters 99, 66-78.

GRIFFITHS, R.W. & CAMPBELL, I.H. 1991. Interaction of mantle plume heads with the Earth''''s surface, and onset of small-scale convection. Journal of Geophysical Research 96, 18295-18310.

HARGRAVES, R.B. 1986. Faster spreading or greater ridge length in the Archean? Geology 14, 750-752.

HILL, R.I. 1991. Starting plumes and continental break-up. Earth and Planetary Science Letters 104, 398-416

HILL, R.I., CAMPBELL, I.H., DAVIES, G.F. & GRIFFITHS, R.W. 1992. Mantle plumes and continental tectonics. Science 256, 186-193.

KENT, R.W. 1991. Lithospheric uplift in eastern Gondwana: Evidence for a long-lived mantle plume system? Geology 19, 19-23.

KERR, A.C., SAUNDERS, A.D., TARNEY, J., BERRY, N.H & HARDS, V.L. 1995. Depleted mantle-plume geochemical signatures: no paradox for plume theories. Geology 23, 843-846.

KUSKY, T.M. & KIDD, W.S.F. 1990. Remnants of an Archean oceanic plateau, Belingwe greenstone belt, Zimbabwe. Geology 43, 43-46.

LARSON, R.L. 1991. Latest pulse of Earth: Evidence for a mid-Cretaceous superplume. Geology 19, 547-550.

LARSON, R.L. 1991. Geological consequences of superplumes. Geology 19, 963-966.

LARSON, R.L. & OLSON, P. 1991. Mantle plumes control magnetic reversal frequency. Earth and Planetary Science Letters 107, 437-447.

LARSON, R.L. & KINCAID, C. 1996. Onset of mid-Cretaceous volcanism by elevation of the 670 km thermal boundary layer. Geology 24, 551-554.

NISBET, E.G. & FOWLER, C.M.R. 1983. Model for Archean plate tectonics. Geology 11, 376-379.

SAUNDERS, A.D., TARNEY, J., KERR, A.C. & KENT, R.W. 1996. The formation and fate of large oceanic igneous provinces. Lithos 37, 81-95.

STOREY, M., MAHONEY, J.J., KROENKE, L.W. & SAUNDERS, A.D. 1991. Are oceanic plateaus sites of komatiite formation? Geology 19, 376-379.

THOMPSON, R.N. & GIBSON, S.A. 1991. Sub-continental mantle plumes, hotspots, and pre-existing thinspots. Journal of the Geological Society, London 148, 973-977.

WHITE, R. & McKENZIE, D. 1989. Magmatism at rift zones: the generation of volcanic continental margins and flood basalts. Journal of Geophysical Research 94, 7685-7729.

YAMAJI, A. 1992. Periodic hotspot distribution and small-scale convection in the upper mantle. Earth and Planetary Science Letters 109, 107-116.

Горячие точки
http://en.wikipedia.org/wiki/Hotspot_(geology)
Горячие точки планеты
http://plate-tectonic.narod.ru/hotspotlinks.html


Hot Spot
J.Tuzo Wilson постулировал в 1963, что вулканические цепи подобно Гавайским островам, происходя от горячей точки, постоянно возобновляются, а их старая часть смещается, следуюя медленному движению тектонических плит. Горячие точки, как думают, вызваны узким потоком тепла мантии мантийных плюмов, хотя многие геологи предпочитают считать этой основой конвенцию в верхней мантии. В настоящее время идентифицировано примерно 40-50 таких горячих точек вокруг земного шара (Hawaii, Reunion, Yellowstone, Galapagos, Iceland). Большинство вулканов горячей точки базальтового состава, потому что они прорывают океаническую литосферу (Гавайи, Таити). В результате они менее эксплозивные, чем вулканы в зоне субдукции, где вода находится в ловушке под надвигающейся пластиной. Под континентальной корой базальтовая магма попадает в ловушку в менее плотной коре, которая нагревается и плавится и формирует риолиты. Риолиты могут быть весьма горячи и быть источником сильных извержений, несмотря на незначительное содержание воды (пример – Йеллоустонская кальдера). Однако, когда риолитовая магма полностью прорвалась, может произойти извержение базальтовой магмы. Пример этой деятельности - хребты Iigachuz в Британской Колумбии, которые были созданы на ранних стадиях трахитами и риолитами и позже были вытеснены базальтовых потоков лавы.
Сравнение с островной дугой
Вулканы горячих точек не надо путать с вулканами островных дуг. Все островные дуги смонтированы субдукцией сходящихся тектонических плит. Когда одна океанская плита встречается с другой, более плотная плита идет вниз в зоне глубоководной впадины. Эта плита по мере субдукции выпускает воду в надвигающуюся плиту и эта вода заставляет подтаивать верхнюю плиту. Эта масса питает цепь вулканов типа Алеутский островов.

Изверженные породы
http://plate-tectonic.narod.ru/linksigneous.html
Greenstone belt
http://en.wikipedia.org/wiki/Greenstone_belt
Структура Земли
http://en.wikipedia.org/wiki/Structure_of_the_Earth

The Earth has an outer silicate solid crust, a highly viscous mantle, a liquid outer core that is much less viscous than the mantle, and a solid inner core

Теплопроводность
http://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_conduction
МАНТИЯ
http://plate-tectonic.narod.ru/tectonic65photoalbum.html
ЗЕМНОЕ ЯДРО
http://plate-tectonic.narod.ru/tectonic66photoalbum.html
ВЯЗКОСТЬ ЗЕМЛИ
http://plate-tectonic.narod.ru/tectonic67photoalbum.html
ЭНЕРГЕТИКА ЗЕМЛИ
http://plate-tectonic.narod.ru/tectonic69photoalbum.html
Хостинг от uCoz