构造板块

地球科学

gòu zào bǎn kuài

构造板块是地球岩石圈中一块巨大而坚硬的板体,它在软流圈之上缓慢运动,并与相邻板块相互作用。

Visualization

Definition

构造板块是地球岩石外壳的巨大碎片之一;这些板块像拼图一样拼合在一起,并以极其缓慢的速度运动,同时携带着它们所承载的大陆和海洋。每一块都是岩石圈中厚度约 $100\ \text{km}$ 的刚性区段,作为一个整体在软流圈之上运动。地球上有七或八个主要板块(太平洋板块、北美板块、欧亚板块、非洲板块、南极板块、印度-澳大利亚板块、南美板块),以及许多较小的板块,比如胡安德富卡板块和加勒比板块;板块可以是大洋型、大陆型,也可以是二者的混合,其边缘正是大部分地质活动发生的地方。由于板块在地质时间尺度上表现为刚性体,任意两个板块之间的相对运动都可以用一个绕欧拉极点的单一角速度矢量来描述。板块的大小从超过 $100$ 百万 $\text{km}^2$ 的太平洋板块,到只有几千平方公里的微小板块不等,而三个板块相交形成的三联点,只有在特定的几何构型下才能保持稳定。板块的年龄、厚度和密度是相互关联的:大洋岩石圈会随着年龄增长而增厚、密度增大,而其俯冲正是驱动板块运动的主要动力。

Example

北卡罗来纳州坐落在北美板块之上,这块板块还承载着加拿大、格陵兰以及大西洋洋底的一半。太平洋板块是最大的板块,几乎完全是大洋型的,而华盛顿州和俄勒冈州近海的胡安德富卡板块则较小,正被推挤俯冲到北美大陆之下,为喀斯喀特山脉的火山提供物质来源。印度板块在白垩纪时期以最高每年 $15$ 至 $20\ \text{cm}$ 的速度向北移动,是已知最快的速率之一,随后在约 $50$ 百万年前与欧亚大陆碰撞,抬升形成了喜马拉雅山脉。美国东海岸这样的被动大陆边缘位于板块内部,那里大陆岩石圈与大洋岩石圈焊接在一起。

Key Insight

板块和大陆并不是一回事,因为大多数板块既承载着陆地,也承载着洋底。北美东海岸并不是一处板块边界;北美板块的边缘其实位于大西洋中央,这也是卡罗来纳地区地震稀少的原因。刚性板块只是一种近似描述。像盆岭省或青藏高原这样的变形带宽达数百公里,在许多大陆环境中,现实情况是一条宽阔的板块边界带,而不是一条清晰的界线。