巖石圈板塊是地殼和上地幔的部分,它們非常緩慢地移動到下面的下地幔上??茖W(xué)家們知道,這些板塊來自大地和地質(zhì)這兩個不同的證據(jù)線,這使它們能夠追溯地質(zhì)時代的運動。
大地板運動
大地測量學(xué)是測量地球形狀和位置的科學(xué),它允許直接使用全球定位系統(tǒng)GPS來測量板塊的運動。這種衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)比地球表面更穩(wěn)定,因此,當(dāng)整個大陸每年以幾厘米的速度移動時,GPS就能知道。記錄的信息越久,信息就越準(zhǔn)確,并且在世界許多地方,數(shù)字已經(jīng)非常精確了。
GPS可以顯示的另一件事是板塊內(nèi)部的構(gòu)造運動。板塊構(gòu)造學(xué)背后的一個假設(shè)是巖石圈是剛性的,實際上這仍然是一個合理而有用的假設(shè)。但是相比之下,部分板塊比較柔軟,例如青藏高原和美國西部山區(qū)。GPS數(shù)據(jù)可幫助立移動的塊(即使每年僅移動幾毫米)。在美國,內(nèi)華達山脈(Sierra Nevada)和下加利福尼亞(Baja California)微孔板已通過這種方式進行了區(qū)分。

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地質(zhì)板塊運動:存在
三種不同的地質(zhì)方法可幫助確定板塊的軌跡:古磁,幾何和地震。古磁方法基于地球磁場。
在每一次火山噴發(fā)中,含鐵礦物質(zhì)(主要是磁鐵礦)在冷卻時都會被主要磁場磁化。它們的磁化方向指向近的磁極。由于火山活動在不斷擴展的洋脊上不斷形成大洋巖石圈,因此整個大洋板塊都具有一致的磁性特征。當(dāng)?shù)厍虼艌龇聪蛐D(zhuǎn)時(由于某種原因尚未完全理解),新巖石將呈現(xiàn)反向信號。因此,大部分海底都具有條紋狀的磁化圖案,就好像是從傳真機發(fā)出的一張紙一樣(只有在整個傳播中心對稱)。磁化強度的差異很小,但是船上和飛機上的靈敏磁力計可以檢測到它們。

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近的磁場反轉(zhuǎn)發(fā)生在78.1萬年前,因此繪制該反轉(zhuǎn)圖可以使科學(xué)家對近的地質(zhì)歷史中的板塊運動有一個很好的了解。
幾何方法為科學(xué)家提供了傳播方向與傳播速度的關(guān)系。它是基于洋中脊的轉(zhuǎn)換斷層。如果您在地圖上看到一個正在蔓延的山脊,它會以階梯狀排列成直角的線段。如果擴展段是胎面,則變換是連接它們的立管。經(jīng)過仔細測量,這些轉(zhuǎn)換揭示了傳播方向。使用板速度和方向,您可以將速度插入方程式。這些速度與GPS測量值非常吻合。
地震方法利用地震的震源機制來檢測斷層的方向。盡管這些方法不如古地磁測繪和幾何精確度高,但是這些方法可用于測量地球上那些測繪得不好且GPS站較少的部分的板塊運動。

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地質(zhì)板塊運動:過去
科學(xué)家可以通過多種方式將測量結(jié)果擴展到地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域。簡單的方法是從擴散中心向外擴展洋洋板塊的古磁圖。海底的磁性圖精確地轉(zhuǎn)換為年齡圖。這些圖還揭示了板塊在碰撞將其重排時如何改變速度。
不幸的是,海底年齡相對較小,大約不超過2億年,因為它終通過俯沖而消失在其他板塊之下。隨著科學(xué)家對過去的深入研究,他們必須越來越依賴大陸巖石中的古磁性。隨著板塊運動使大陸旋轉(zhuǎn),古老的巖石也隨之旋轉(zhuǎn),并且礦物曾經(jīng)指向北部,現(xiàn)在它們指向“明顯的極點”。當(dāng)您在地圖上繪制這些明顯的極點時,隨著巖石年齡的倒退,它們似乎偏離了真正的北方。實際上,“北方”并沒有改變(通常),而漫步的古極則講述了漫步大陸的故事。
綜上所述,上面列出的方法可以產(chǎn)生巖石圈板塊運動的整體時間表,這是迄今為止的構(gòu)造運動。
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