1. מבוא לטקטוניקה שמוליק מרקו החוג לגיאופיזיקה ומדעים פלנטריים
מבוא לטקטוניקה שמוליק מרקו החוג לגיאופיזיקה ומדעים פלנטריים

2. עיקרי טקטוניקת הלוחות הליתוספירה מורכבת מלוחות.
לוח יכול לכלול קרום אוקיאני, קרום יבשתי או שניהם.

3. עיקרי טקטוניקת הלוחות
הלוחות נמצאים בתנועה מתמדת, כל לוח נע ביחס לשכניו.
קצבי התנועה הם מסדר גודל של סנטימטרים בודדים בשנה.
הלוחות קשיחים, עיקר הדפורמציה מתרחשת בגבולות שבין הלוחות. רעידות אדמה ופעילות מגמתית שכיחים לאורך הגבולות.
בגבולות חלה התרחקות (נוסף שטח, לרוב נוצר קרום אוקיאני) או התנגשות (מופחת שטח) או תנועה במקביל (אין שינוי בשטח). בחלק מהגבולות יש תנועה אלכסונית - שילוב של תנועה במקביל עם התנגשות או התרחקות.
יש בסך הכל איזון בין ההיווצרות להפחתה (=שטח כה"א קבוע).

4. תנועת הלוחות הטקטוניים 200 מליון השנים האחרונות

5. The Tectonic Platesתשבץ הלוחות בהווה

6. תצפיות

7. מעוות בקנה מידה גדול מחייב תנועה אופקית

8. פעילות מגמתית - עדות לזרימת חומר בתוך כדור הארץ
הפעילות הוולקנית מבטאת את המשך הדיפרנציאציה: ההתכה החלקית בעומק גורמת להיווצרות מגמה (=נתך של סלע) קלה יותר מסלע המקור, עשירה יותר בסיליקה (=תחמוצת צורן) ומתכות כגון נתרן ואשלגן. המגמה עולה כלפי פני השטח ולפעמים מתפרצת וזורמת (אז היא נקראת לבה) . בעומק נשארת השארית שלא הותכה, שארית שמכילה כעת פחות סיליקה ויותר מתכות כגון מגנזיום וברזל.

9. הכח המניע – זרמי קונבקציה במעטפת

10. הטופוגרפיה של כדור הארץ
* חלוקה ליבשות ואוקיאנוסים
* חופי האוקיאנוס האטלנטי מתאימים כמו פיסות של פאזל
* רוב השטח מישורי, ההרים והעמקים הגדולים מסודרים ברצועות, גם בים וגם ביבשה

11. הרי געש פעילים ורעידות אדמה
הרי געש פעילים ורעידות אדמה
חפיפה בהופעה, לרוב ברצועות מאורכות באזורים הרריים

12. עדויות לסלעים שלא נמצאים באתרם המקורי סלעים ייחודיים לאקלים מסוים

13. אקלים טרופי בנגב: לטריט – השארית הבלתי מסיסה שנותרת כשסלע עובר בלייה אינטנסיבית על ידי שטיפה.
תצורת מישחור
מכתש רמון

14. פחם (משקע של אקלים טרופי) מצוי באנטארקטיקה, אנגליה, מונגוליה וכו'
כמו כן, משקעי מלח מצויים באירופה, שריטות של קרחונים נמצאים בדרום הודו ועוד

15. שריטות של קרחונים
כמו כן, משקעי מלח יש באירופה, ושריטות קרחונים יש בדרום הודו

16. מידע חדש מהאוקיאנוסים: מיפוי בתימטרי, מיפוי מגנטי ומיפוי שדה הגרביטציה של הקרקעית

17. קרקעית האוקיאנוסים
לרוב שטוחה, רכסי הרים ארוכים בנויים מבזלת ועם עמק בשיא הרכס
4 ק"מ
עמק בשיא הרכס

18. החתימה המגנטית סימטרית משני עברי הרכס האוקיאני
החתימה המגנטית סימטרית משני עברי הרכס האוקיאני

19. Earth’s Magnetic Field
Dipolar
Geocentric, Approximately aligns with the rotation axis
Dynamic
Secular Variation and Reversals

20. Polarity Reversals היפוכים מגנטייםN
0.78
ההיפוכים מופיעים באופן אקראי, אין העדפה לצפון או לדרום
Reversals are random, there is no clear preference neither to north nor to south

21. האינקלינציה המגנטית תלויה בקו הרוחב
מדידת האינקלינציה הטבועה בסלע מאפשרת חישוב מקומו המקורי בכדור הארץ
tan Inc. = 2tan l
Inc l

22. Earth’s Magnetic Field is Recorded in Rocks
Thermal Magnetization
Magnetic particles align with the direction of the geomagnetic field while the temperature is higher than the Curie Temperature. When the magma cools down the magnetization is locked in the rock.

23. Earth’s Magnetic Field is Recorded in Rocks
Depositional Magnetization
Magnetic particles align with the direction of the geomagnetic field as they settle down through the water. The field direction is recorded in the sediment.

24. קרקעית האוקיאנוסים נוצרת ברכסים עקב תנועת פתיחה

25. האוקיאנוסים נוצרים במקום שיש תנועת פתיחה

26. עוצמת שדה נמוכה תואמת לתקופת פולריות הפוכה מהפולריות הנוכחית

27. קרקעית אוקיאנית נוצרת במקום שבו היבשה מתבקעת
החתימה המגנטית סימטרית משני עברי הרכס האוקיאני

28. לקרקעית האוקיאנוסים יש מבנה אופייני המכונה "אופיוליט"

29. בזלת "כריות" אופיינית להתפרצות בזלת מתחת למים – צילום מקרקעית האוקיאנוס באזור הרכס

30. בזלת "כריות" עתיקה באופיוליט בעומאן

31. דייקים מקבילים – שריד לקרקעית אוקיאנית עתיקה

32. “Black Smokers” פעילות הידרותרמלית ברכס הפציפי

33. “Black Smokers” פעילות הידרותרמלית ברכס הפציפי
לחומרים שהנביעות מכניסות לאוקיאנוסים יש השפעה משמעותית על הרכב המים

34. קרקעית האוקיאנוס האטלנטי

35. אנימציה

36. גיל קרקעית האוקיאנוסים
קצבי הפתיחה שונים ממקום למקום
כשהקצב מהיר – הרכס גדל, חלה עליה במפלס האוקיאנוסים

37. תנועת הלוחות הטקטוניים 200 מליון השנים האחרונות

38. תנועה של חלקי קרום כדור הארץ מלווה ברעידות אדמה
תנועה של חלקי קרום כדור הארץ מלווה ברעידות אדמה. רעידת אדמה = שיחרור אנרגיית מעוות אלסטי
מאמץ נאגר בקרום על ידי מעוות (שינוי צורה) אלסטי. כשהקרום נכנע ונשבר המאמץ משתחרר בבת אחת. השיחרור מחולל רעידת אדמה.

39. רעידת אדמה מתחילה בנקודה המכונה מוקד
רעידת אדמה מתחילה בנקודה המכונה מוקד. מהמוקד מתפשט הקרע וגדל למשטח המכונה משטח השבירה או העתק.
מוקד

40. ברעידות חזקות הקרע מגיע עד פני השטח
ברעידות חזקות הקרע מגיע עד פני השטח. רעידות משנה נפוצות בשולי משטח ההעתק
העתק (משטח השבירה)
מוקד הרעידה
עוצמת הרעידה (המומנט הסייסמי)= שטח ההעתקXמידת התזוזהXהחיכוך
יחידות: דיןXסנטימטר

41. הרי געש פעילים ורעידות אדמה
הרי געש פעילים ורעידות אדמה

42. גבולות הלוחות בדרום מזרח אסיה
עומק רעידות האדמה גדל כלפי צפון מזרח
הודו
האוקיאנוס ההודי
אוסטרליה

43. המוקדים נמצאים עמוק יותר בכיוון צפון מזרח ומגדירים את "מישור וואדטי-בניוף"
סומטרה
מישור ההפחתה נוחת בכיוון צפון-מזרח

44. אזור הפחתה באוקיאנוס
See animation:

45. רעידות אדמה מצביעות על הגבולות שבין הלוחות, שם עיקר הפעילות הטקטונית

46. היכן אזורי ההפחתה העיקריים?

47. צונאמי ביפנית: גל ים מפתיע במעגן

48. גלי צונאמי נוצרים כשמסה גדולה של מים זזה בפתאומיות, לרוב עקב העתקה בקרקע הים
לגלי ים שנגרמים מרוחות יש אורך גל של עשרות מטרים.
לצונאמי אורך גל של עשרות קילומטרים.
מהירות התקדמות: כ-700 עד 1000 קמ"ש.
הגלים גובהים ונשברים בקרבת החוף בגלל השפעת הקרקעית.

49. צונאמי, תאילנד

50. סוגי התנועה בגבולות שבין הלוחות
פתיחה (בעיקר באוקיאנוסים, נוצר שטח חדש)
התנגשות (מופחת שטח)
טרנספורם (תנועה במקביל, אין שינוי בשטח)
אלכסונית (שילוב של רכיב התנגשות או פתיחה ורכיב מקביל לגבול)

51. סוגי גבול בין לוחות טקטוניים

52. הפחתה של קרקעית האוקיאנוס
התכה של מעטפת+קרום אוקיאני←גרניט
התכה של מעטפת
←בזלת
מהתכה חלקית של המעטפת נוצרת מגמה בזלתית (ברכס האוקיאני).
מהתכה חלקית של בזלת+מעטפת נוצרת מגמה גרניטית (באזור הפחתה).

53. שלושה טיפוסים של אזורי הפחתה
Ocean-Continent
Ocean-Ocean
Continent-Continent
שלושה טיפוסים של אזורי הפחתה

54. מפת כדור הארץ לפני כ-200 מ"ש - יבשת-על
TETHYS

55. קרחוני פנגיאה

56. שיחזור רצועות אקלים בפנגיאה

57. טקטוניקה ו-CO2 הרי געש פולטים בין השאר גם גז CO2 שמגביר את אפקט החממה.
קצב הפעילות הוולקנית משפיע על האקלים

58. היווצרות יבשת

59. באזורי הפחתה ניתך קרום אוקיאני ונוצר קרום קל יותר שהולך ומצטבר עד שנוצרות קשתות איים
בהפחתה של קרום אוקיאני שעיקרו בזלתי נוצר קרום קל ועבה יותר שעיקרו גרניטי. עם התקדמות תהליכי ההפחתה פיסות של הקרום החדש מתנגשות, לפעמים מתחברות ליבשה קדומה יותר וכך גדל הקרום היבשתי. בין פיסות קרום שהתנגשו נצבטו קרעי קרום אוקיאני.

60. קשתות האיים הולכות וגדלות
בהפחתה של קרום אוקיאני שעיקרו בזלתי נוצר קרום קל ועבה יותר שעיקרו גרניטי. עם התקדמות תהליכי ההפחתה פיסות של הקרום החדש מתנגשות, לפעמים מתחברות ליבשה קדומה יותר וכך גדל הקרום היבשתי. בין פיסות קרום שהתנגשו נצבטו קרעי קרום אוקיאני.

61. התנגשות בין קשתות איים ויבשה
בהפחתה של קרום אוקיאני שעיקרו בזלתי נוצר קרום קל ועבה יותר שעיקרו גרניטי. עם התקדמות תהליכי ההפחתה פיסות של הקרום החדש מתנגשות, לפעמים מתחברות ליבשה קדומה יותר וכך גדל הקרום היבשתי. בין פיסות קרום שהתנגשו נצבטו קרעי קרום אוקיאני.

62. היווצרות פנפליין – שלב סופי של תהליך בניית קרום יבשתי
ההתנגשות בין הגושים מסתיימת ותהליכי בליה וסחיפה של פני השטח מותירים משטח כמעט מישורי, פנפליין.

63. לרוב הפנפליין מתכסה בסדימנטים
ההתנגשות בין הגושים מסתיימת ותהליכי בליה וסחיפה של פני השטח מותירים משטח כמעט מישורי, פנפליין.

64. קרום כדור הארץ יבשתי אוקיאני
קרום כדור הארץ יבשתי אוקיאני
לרוב בעובי כ-5-7 ק"מ
בנוי בעיקר מבזלת
נוצר מהתכה חלקית ברכסים האוקיאניים
כ-3.3 גרם לסמ"ק
לרוב בעובי כ-35 ק"מ
בנוי בעיקר מגרניט
נוצר מהתכה חלקית באזורי הפחתה
כ-2.7 גרם לסמ"ק

65. אימותים נוספים לטקטוניקת הלוחות

66. שפיעת חום – ביטוי לפעילות המגמתית ברכסים האוקיאניים

67. עומק הקרקעית תואם את גיל הבזלת
עומק~t-1/2

68. שפיעת החום דועכת עם הזמן
פני המים
h(t)
קרקעית
איזותרמה
Q~t-1/2
שפיעת החום Q יחסית הפוכה לשורש הגיל t של הקרקעית וכך גם הבתימטריה- דוגמא למודל האיזוסטסה של Airy

69. הטופוגרפיה של פני המים באוקיאנוסים מבטאת את שדה הכבידה של הקרקעית
פני המים הם משטח שבו פוטנציאל הכבידה שווה בכל נקודה. בכל מקום פני המים ניצבים לוקטור השקול של הכבידה. תוספת המסה של הרכס על הקרקעית יוצרת הטיה של המשטח שווה-הפוטנציאל.

70. הטופוגרפיה של פני המים באוקיאנוסים מגלה את האלמנטים העיקריים בקרקעית

71. העתק טרנספורם אוקיאני ?

72. העתק טרנספורם אוקיאני

73. העתק טרנספורם אוקיאני

74. העתק טרנספורם אוקיאני

75. אימות נוסף לתאוריית תנועת הלוחות

76. תנועת הלוח מעל הוואי

77. Ages of Hawii – Emperor Sea Mounts
70 my
55 my
48 my
30 my
10 my
Kauai
5 my
Hawaii
<1 my

78. אימות לתנועת הלוחות על פי נקודות חמות
Hot-Spots

79. אנימציות על טקטוניקת הלוחות

80. סכום וקטורי המהירות בצומת משולש הוא אפס
Vab+Vbc+Vca=0 a
Vca ? b c
Vbc
Vab

81. Tectonic Map of the Earth

82. איך מתעדים את תנועת הלוחות?
גילי קרקעית האוקיאנוס (אנומליות מגנטיות): מיליוני שנים
מיפוי מפורט ביבשות: מיליוני שנים
נקודות חמות: מיליוני שנים
פאליאומגנטיזם: מיליוני שנים
פאליאוסייסמולוגיה: אלפי שנים
מדידות גיאודטיות: שנים בודדות

83. פאליאוסייסמולוגיה: עדויות לתנועה באלפי השנים האחרונות אפיקים מוסטים ימינה (San Andreas Fault, California)

84. דוגמא מהמזרח התיכון העתק טרנספורם ים המלח
* לוח ערב נע שמאלה ביחס לסיני
* ים סוף הולך ומתרחב
* אזור הרי הזגרוס-טאורוס נלחץ

85. העתק טרנספורם ים המלח * לוח ערב נע שמאלה ביחס לסיני
* ים סוף הולך ומתרחב
* אזור הרי הזגרוס-טאורוס נלחץ
העתק טרנספורם ים המלח
מקור המפה:

86. מפה טקטונית של המזרח התיכון
מיפוי מפורט מאפשר השוואה בין שני צידי העתקים
After Garfunkel 1970

87. מוקדי רעידות אדמה מבטאים את פעילות השבירה של הקרום בהווה

88. משולש אפאר
וולקניזם בזלתי באזור ביקוע פעיל

89. מצד עתרת שנבנה בשנת 1179 ע"י הצלבנים נחצה על ידי העתק הירדן
התמונה הבאה
60 מ'

90. העתק הירדן מסיט את החומה הדרומית של מצד עתרת שמאלה בשיעור 2.1 מ'
2.1 m N

91. (GPS) מערכת איכון מלוויינים 30 לוויינים בגובה 20,000 ק"מ,
הקפת כה"א ב-12 שעות,
דיוק פחות מ-30 מ'

92. סטיות משמעותיות יש בגבולות בין לוחות, שם יש מעוות מקומי
השוואה בין מדידות גיאודטיות של תנועת הלוחות בעזרת GPS למדידות גיאולוגיות
GPS
גיאולוגיה
סטיות משמעותיות יש בגבולות בין לוחות, שם יש מעוות מקומי

93. טקטוניקת הלוחות הליתוספירה שבורה ללוחות.
לוח יכול לכלול קרום אוקיאני, קרום יבשתי או שניהם.
הלוחות נמצאים בתנועה מתמדת, כל לוח נע ביחס לשכניו.
קצבי התנועה הם מסדר גודל של סנטימטרים בשנה.
הלוחות קשיחים, עיקר הדפורמציה מתרחשת בגבולות שבין הלוחות. רעידות אדמה ופעילות מגמתית שכיחים לאורך הגבולות.
בגבולות חלה התרחקות (נוסף שטח, לרוב נוצר קרום אוקיאני) או התנגשות (מופחת שטח) או תנועה במקביל (אין שינוי בשטח). בחלק מהגבולות יש תנועה אלכסונית - שילוב של תנועה במקביל עם התנגשות או התרחקות.
יש בסך הכל איזון בין ההיווצרות להפחתה.
הסכום הוקטורי של התנועה בצומת משולש הוא אפס.