อ่าน 8 นาที
การผ่าตัดแผ่นโลหะใหม่
การสร้างภาพแผ่นเปลือกโลกขึ้นใหม่คือกระบวนการสร้างตำแหน่งของแผ่นเปลือกโลกสัมพันธ์กัน (การเคลื่อนที่สัมพัทธ์) หรือสัมพันธ์กับกรอบอ้างอิงอื่นๆ...
การผ่าตัดแผ่นโลหะใหม่
- บทความนี้อธิบายถึงเทคนิคต่างๆ หากต้องการทราบประวัติความเป็นมาของการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก โปรดดูที่ ประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาของโลก
การสร้างภาพแผ่นเปลือกโลกขึ้นใหม่คือกระบวนการสร้างตำแหน่งของแผ่นเปลือกโลกสัมพันธ์กัน (การเคลื่อนที่สัมพัทธ์) หรือสัมพันธ์กับกรอบอ้างอิงอื่นๆ เช่นสนามแม่เหล็กโลกหรือกลุ่มจุดร้อนในอดีตทางธรณีวิทยา กระบวนการนี้ช่วยในการกำหนดรูปร่างและองค์ประกอบของมหาทวีป โบราณ และเป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างภาพ ทางธรณีวิทยาใน อดีต
การกำหนดขอบเขตแผ่นเปลือกโลก

ส่วนสำคัญของการสร้างแบบจำลองการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกในอดีต คือ การกำหนดขอบเขตของพื้นที่ในชั้นธรณีภาคที่เคยมีการเคลื่อนที่อย่างอิสระในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่งในอดีต
ขอบเขตแผ่นเปลือกโลกในปัจจุบัน
ขอบเขตแผ่นเปลือกโลกส่วนใหญ่ในปัจจุบันสามารถระบุได้ง่ายจากรูปแบบของแผ่นดินไหวล่าสุด[ 1 ]ปัจจุบันได้รับการสนับสนุนโดยการใช้ ข้อมูล ทางธรณีวิทยาเช่นGPS / GNSSเพื่อยืนยันการมีอยู่ของการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ที่สำคัญระหว่างแผ่นเปลือกโลก[ 2 ]
ขอบเขตแผ่นเปลือกโลกในอดีต
การระบุขอบเขตแผ่นเปลือกโลกในอดีต (แต่ปัจจุบันไม่ทำงานแล้ว) ภายในแผ่นเปลือกโลกปัจจุบันโดยทั่วไปจะอาศัยหลักฐานของมหาสมุทรที่ปิดตัวลงแล้ว เส้นที่เคยเป็นมหาสมุทรโดยปกติจะถูกทำเครื่องหมายด้วยชิ้นส่วนของเปลือกโลกจากมหาสมุทรนั้น ซึ่งรวมอยู่ในเขตการชนกันที่เรียกว่าโอฟิโอไลต์ [ 3 ] เส้นที่แผ่นเปลือกโลกสองแผ่นมารวมกันเพื่อก่อตัวเป็นแผ่นเปลือกโลกขนาดใหญ่แผ่นเดียวเรียกว่ารอย ประสาน
กรอบอ้างอิง
การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก ทั้งที่สังเกตได้ในปัจจุบันและในอดีต จะถูกอ้างอิงในอุดมคติไปยังกรอบอ้างอิงที่ช่วยให้สามารถคำนวณการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกอื่นๆ ได้ ตัวอย่างเช่น แผ่นเปลือกโลกกลาง เช่น แผ่นเปลือกโลกแอฟริกา อาจมีการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกที่อยู่ติดกันอ้างอิงถึง โดยการประกอบการสร้างใหม่ สามารถสร้างแผ่นเปลือกโลกเพิ่มเติมไปยังแผ่นเปลือกโลกกลางได้ ในทางกลับกัน แผ่นเปลือกโลกอ้างอิงอาจถูกสร้างขึ้นใหม่พร้อมกับแผ่นเปลือกโลกอื่นๆ ไปยังกรอบอ้างอิงอื่น เช่นสนามแม่เหล็กโลกซึ่งกำหนดจากการวัดทางธรณีแม่เหล็กของหินที่มีอายุที่ทราบ กรอบอ้างอิงจุดร้อนทั่วโลกได้รับการตั้งสมมติฐาน (ดูเช่นW. Jason Morgan ) แต่ปัจจุบันมีหลักฐานว่าจุดร้อนทั้งหมดไม่จำเป็นต้องคงที่ในตำแหน่งที่สัมพันธ์กันหรือกับแกนหมุนของโลก[ 4 ]อย่างไรก็ตาม มีกลุ่มของจุดร้อนดังกล่าวที่ดูเหมือนจะคงที่ภายในข้อจำกัดของข้อมูลที่มีอยู่ ภายในแผ่นเปลือกโลกขนาดกลางเฉพาะ[ 5 ]
ขั้วออยเลอร์
การเคลื่อนที่ของวัตถุแข็ง เช่น แผ่น บนพื้นผิวของทรงกลม สามารถอธิบายได้ว่าเป็นการหมุนรอบแกนคงที่ (เทียบกับกรอบอ้างอิงที่เลือก) ขั้วการหมุนนี้เรียกว่าขั้วออยเลอร์การเคลื่อนที่ของแผ่นนั้นระบุได้อย่างสมบูรณ์ในแง่ของขั้วออยเลอร์และอัตราการหมุนเชิงมุมรอบขั้ว ขั้วออยเลอร์ที่กำหนดสำหรับการเคลื่อนที่ของแผ่นในปัจจุบันสามารถใช้เพื่อสร้างแผ่นในอดีตอันใกล้ (ไม่กี่ล้านปี) ขึ้นมาใหม่ได้[ 6 ]ในช่วงเวลาก่อนหน้านี้ของประวัติศาสตร์โลก จำเป็นต้องกำหนดขั้วออยเลอร์ใหม่[ 4 ]
การประมาณการการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกในอดีต

ในการเคลื่อนแผ่นเปลือกโลกย้อนเวลากลับไป จำเป็นต้องให้ข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งสัมพัทธ์หรือตำแหน่งสัมบูรณ์ของแผ่นเปลือกโลกที่กำลังสร้างใหม่ เพื่อให้สามารถคำนวณขั้วออยเลอร์ได้ นี่คือวิธีการสร้างใหม่เชิงปริมาณ[ 7 ]
การจับคู่ทางเรขาคณิตของเส้นแบ่งทวีป
ความพอดีบางประการระหว่างทวีป โดยเฉพาะระหว่างอเมริกาใต้และแอฟริกา เป็นที่ทราบกันมานานก่อนที่จะมีการพัฒนาทฤษฎีที่สามารถอธิบายได้อย่างเพียงพอ การสร้างใหม่ก่อนการแยกตัวของมหาสมุทรแอตแลนติกโดย Bullard โดยอาศัยการปรับแบบกำลังสองน้อยที่สุดที่เส้นชั้นความลึก 500 ฟาธอม ยังคงให้ผลลัพธ์ที่ตรงกับข้อมูล ขั้วแม่เหล็กโบราณได้ดีที่สุดสำหรับทั้งสองฝั่งตั้งแต่ช่วงกลางยุคพาลีโอโซอิกจนถึงปลายยุคไทรแอสสิก[ 7 ]
การเคลื่อนที่ของแผ่นเนื่องจากแถบแม่เหล็ก
การสร้างแผ่นเปลือกโลกขึ้นใหม่ในอดีตทางธรณีวิทยาเมื่อไม่นานมานี้ส่วนใหญ่ใช้รูปแบบของแถบแม่เหล็กในเปลือกโลกมหาสมุทรเพื่อขจัดผลกระทบของการขยายตัวของพื้นทะเลแถบแต่ละแถบมีอายุจากธรณีวิทยาแม่เหล็กทำให้ทราบเวลาการก่อตัว แถบแต่ละแถบ (และภาพสะท้อน) แสดงถึงขอบเขตของแผ่นเปลือกโลกในช่วงเวลาหนึ่งในอดีต ทำให้สามารถจัดตำแหน่งแผ่นเปลือกโลกทั้งสองใหม่สัมพันธ์กันได้ เปลือกโลกมหาสมุทรที่เก่าแก่ที่สุดคือยุคจูราสสิกซึ่งให้ขีดจำกัดอายุต่ำสุดประมาณ 175 ล้านปีสำหรับการใช้ข้อมูลดังกล่าว การสร้างใหม่ที่ได้มาด้วยวิธีนี้เป็นเพียงความสัมพันธ์เชิงสัมพัทธ์เท่านั้น[ 7 ]
การสร้างแบบจำลองแผ่นเปลือกโลกจากธรณีแม่เหล็กโบราณ
ข้อมูลธรณีแม่เหล็กโบราณ: การสุ่มตัวอย่าง
ข้อมูลทางธรณีแม่เหล็กโบราณได้มาจากการเก็บตัวอย่างหินที่มีทิศทางที่แน่นอนและวัดค่าการคงสภาพของสนามแม่เหล็กในห้องปฏิบัติการ สามารถได้ข้อมูลที่มีคุณภาพดีจากหินหลายประเภทในหินอัคนี แร่แม่เหล็กจะตกผลึกจากหินหลอมเหลว และเมื่อหินเย็นตัวลงต่ำกว่าอุณหภูมิคูรีมันจะเกิดการคงสภาพของสนามแม่เหล็กเนื่องจากความร้อน ( TRM ) ในทิศทางของสนามแม่เหล็กโลก ในหินตะกอนเม็ดแร่แม่เหล็กจะเรียงตัวตามทิศทางของสนามแม่เหล็กในระหว่างหรือหลังจากเกิดการตกตะกอนไม่นาน ทำให้เกิดการคงสภาพของสนามแม่เหล็กจากตะกอนหรือหลังการตกตะกอน ( DRM ) ปัญหาที่พบได้ทั่วไปในการใช้ตะกอนแบบคลาสติกเพื่อกำหนดทิศทางของสนามแม่เหล็กในอดีตคือ ทิศทางของ DRM อาจหมุนเข้าหาแนวระนาบของชั้นหินเนื่องจากการอัดตัวของตะกอน ทำให้เกิดความเอียงที่ตื้นกว่าความเอียงของสนามในระหว่างการตกตะกอน อย่างไรก็ตาม ข้อผิดพลาดในการปรับความเอียงให้เรียบสามารถประเมินและแก้ไขได้โดยการทดลองการตกตะกอนซ้ำ การวัดความไม่สมมาตรของแม่เหล็ก และการใช้แบบจำลองทางทฤษฎีสำหรับการกระจายตัวของทิศทางแม่เหล็กโบราณ[ 8 ] โดยปกติแล้ว หินแปรจะไม่ถูกนำมาใช้ในการวัดแม่เหล็กโบราณเนื่องจากความซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับการได้มาซึ่งการตกค้าง ความไม่แน่นอนในอายุของการทำให้เป็นแม่เหล็ก และความไม่สมมาตรของแม่เหล็กสูง
โดยทั่วไป การศึกษาทางธรณีแม่เหล็กโบราณจะเก็บตัวอย่างหินจำนวนมากจากหน่วยหินอิสระที่มีอายุใกล้เคียงกันในบริเวณใกล้เคียงกัน และเก็บตัวอย่างหลายตัวอย่างจากแต่ละหน่วยเพื่อประเมินข้อผิดพลาดในการวัดและประเมินว่าชุดข้อมูลธรณีแม่เหล็กโบราณที่ได้มานั้นแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงทางธรณีแม่เหล็กในระยะยาว ได้ดีเพียงใด เทคนิคการลดอำนาจแม่เหล็กแบบค่อยเป็นค่อยไปถูกนำมาใช้เพื่อระบุส่วนประกอบของอำนาจแม่เหล็กทุติยภูมิ (เช่น ร่องรอยแม่เหล็กที่อาจเกิดขึ้นกับหินเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงทางเคมีหรือการให้ความร้อนซ้ำ) และเพื่อแยกอำนาจแม่เหล็กปฐมภูมิ ซึ่งบันทึกทิศทางของสนามแม่เหล็กในขณะที่หินก่อตัวขึ้น โดยปกติจะมีการทดสอบ ทางแม่เหล็กของหินและธรณีแม่เหล็กโบราณต่างๆ เพื่อตรวจสอบลักษณะปฐมภูมิของอำนาจแม่เหล็กตกค้างที่แยกออกมา ทิศทางธรณีแม่เหล็กโบราณที่ได้จะถูกนำมาใช้เพื่อหาขั้วธรณีแม่เหล็กโบราณ ซึ่งให้ข้อจำกัดเกี่ยวกับตำแหน่งละติจูดของบล็อกเปลือกโลกที่เก็บตัวอย่างหินมา และการวางตัวดั้งเดิมของมันเมื่อเทียบกับเส้นลองจิจูด
ข้อมูลธรณีแม่เหล็กโบราณที่มีคุณภาพดีมีอยู่ในฐานข้อมูลธรณีแม่เหล็กโบราณระดับโลกซึ่งสามารถเข้าถึงได้จากศูนย์ข้อมูลโลก A ในสหรัฐอเมริกาที่เมืองโบลเดอร์ รัฐโคโลราโด[ 9 ]
ขั้วแม่เหล็กโบราณ
ขั้วแม่เหล็กโบราณถูกกำหนดโดยการหาค่าเฉลี่ยทิศทางของการคงสภาพแม่เหล็กหลักสำหรับหินที่สุ่มตัวอย่าง (แสดงเป็นค่าเฉลี่ยของการเบี่ยงเบนและการเอียง ) และคำนวณตำแหน่งของขั้วแม่เหล็กโลกสำหรับสนามของไดโพลแม่เหล็ก โลก ที่สร้างทิศทางเฉลี่ยที่สังเกตได้ ณ ตำแหน่งที่สุ่มตัวอย่างในพิกัดทางภูมิศาสตร์ปัจจุบัน[ 10 ]อีกวิธีหนึ่งในการกำหนดขั้วแม่เหล็กโบราณคือการคำนวณขั้วแม่เหล็กโลกเสมือน (VGP) สำหรับหน่วยหินแต่ละหน่วย จากนั้นประมาณตำแหน่งเฉลี่ยสำหรับ VGP ทั้งหมดสถิติของฟิชเชอร์บนทรงกลม[ 11 ]มักใช้เพื่อหาทิศทางเฉลี่ยของการคงสภาพแม่เหล็ก หรือตำแหน่ง VGP เฉลี่ย และเพื่อประมาณความไม่แน่นอน ทั้งสองวิธีนี้ใช้ในการศึกษาแม่เหล็กโบราณ แต่เป็นที่ยอมรับว่าการหาค่าเฉลี่ยทิศทางแทนที่จะใช้เวกเตอร์การคงสภาพแม่เหล็กทั้งหมดอาจนำไปสู่การประมาณค่าทิศทางเฉลี่ยของสนามแม่เหล็กโบราณที่ลำเอียง[ 12 ]ดังนั้นการคำนวณขั้วแม่เหล็กโบราณโดยการหาค่าเฉลี่ย VGP จึงเป็นเทคนิคที่นิยมใช้ในปัจจุบัน
การประยุกต์ใช้ในการสร้างแบบจำลองทางธรณีวิทยาโบราณ

การศึกษาทางธรณีแม่เหล็กของลาวาที่เกิดขึ้นเมื่อไม่นานมานี้ทางธรณีวิทยา (ไพลโอซีนถึงควอเทอร์นารี, 0-5 ล้านปี) แสดงให้เห็นว่าเมื่อสนามแม่เหล็กโลกเฉลี่ยในช่วงเวลาหลายหมื่นถึงหลายล้านปี ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่ยาวนานพอที่จะเก็บตัวอย่างการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กโลก ตามกาลเวลาได้อย่างครบถ้วน สนามเฉลี่ยตามเวลาสามารถประมาณได้อย่างแม่นยำด้วยสนามของไดโพลแกนโลก (GAD) ซึ่งก็คือไดโพลแม่เหล็กที่วางอยู่ใจกลางโลกและอยู่ในแนวเดียวกับแกนหมุนของโลก[ 14 ] [ 15 ]ดังนั้น หากชุดข้อมูลธรณีแม่เหล็กได้เก็บตัวอย่างในช่วงเวลาที่ยาวนานพอที่จะเฉลี่ยการเปลี่ยนแปลงตามกาลเวลาได้ ขั้วธรณีแม่เหล็กที่ได้จากชุดข้อมูลนั้นสามารถตีความได้ว่าเป็นค่าประมาณสำหรับตำแหน่งของขั้วทางภูมิศาสตร์เมื่อเทียบกับตำแหน่งการเก็บตัวอย่างที่กำหนดไว้ในตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ปัจจุบัน
ความแตกต่างระหว่างขั้วแม่เหล็กโบราณและขั้วทางภูมิศาสตร์ปัจจุบันสะท้อนถึงตำแหน่งทางภูมิศาสตร์โบราณของบล็อกเปลือกโลกที่มีพื้นที่ตัวอย่างในขณะที่หินที่ศึกษาถูกสร้างขึ้น รวมถึงละติจูดดั้งเดิม (ละติจูดโบราณ) และทิศทาง ภายใต้สมมติฐานที่ว่าทิศทางแม่เหล็กโบราณเฉลี่ยสอดคล้องกับสนาม GAD ละติจูดโบราณของตำแหน่งการสุ่มตัวอย่าง (λ) สามารถหาได้จากความเอียง (I) ของทิศทางเฉลี่ยโดยใช้สมการง่ายๆ ดังนี้: [ 16 ]
ค่าความเบี่ยงเบนเฉลี่ย (D) แสดงถึงทิศทางและปริมาณการหมุนรอบแกนแนวตั้งที่ผ่านพื้นที่การสุ่มตัวอย่าง ซึ่งจำเป็นต้องนำไปใช้เพื่อฟื้นฟูการวางแนวเดิมโดยสัมพันธ์กับเส้นลองจิจูด ละติจูดโบราณสำหรับตำแหน่งเฉพาะใดๆ ที่อยู่ในบล็อกเปลือกโลกเดียวกันสามารถคำนวณได้จาก 90° ลบด้วยระยะทางเชิงมุมระหว่างตำแหน่งนี้กับขั้วแม่เหล็กโบราณ และการหมุนแกนแนวตั้งในท้องถิ่นสามารถประมาณได้โดยการคำนวณค่าความเบี่ยงเบนที่คาดหวังจากตำแหน่งของขั้ว[ 17 ]ดังนั้น ขั้วแม่เหล็กโบราณจึงกำหนดตำแหน่งและทิศทางละติจูดโบราณของบล็อกธรณีวิทยาทั้งหมด ณ เวลาใดเวลาหนึ่งในอดีต อย่างไรก็ตาม เนื่องจากสนาม GAD มีความสมมาตรเชิงมุมรอบแกนการหมุนของโลก ขั้วจึงไม่ได้กำหนดข้อจำกัดใดๆ เกี่ยวกับลองจิจูดสัมบูรณ์ จากมุมมองของทิศทางสนามแม่เหล็กโบราณ สนามแม่เหล็ก GAD มีค่าความเอียงและความเบี่ยงเบนเท่ากันตลอดแนวเส้นละติจูดคงที่ในทุกเส้นลองจิจูด ดังนั้นเส้นลองจิจูดใดๆ ที่เป็นไปได้จึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมเท่าเทียมกันสำหรับการสร้างองค์ประกอบทางธรณีวิทยาขึ้นใหม่ หากตำแหน่งทางภูมิศาสตร์โบราณขององค์ประกอบนั้นถูกจำกัดด้วยข้อมูลสนามแม่เหล็กโบราณเพียงอย่างเดียว
เนื่องจากขั้วแม่เหล็กโบราณเป็นตำแหน่งโดยประมาณของขั้วโลกทางภูมิศาสตร์เมื่อเทียบกับทวีปหรือแผ่นดินทางธรณีวิทยาที่ใช้ในการกำหนดขั้วนั้น จึงสามารถฟื้นฟูละติจูดและทิศทางโบราณได้โดยการหาค่าการหมุน ( ขั้วออยเลอร์และมุมการหมุน ) ที่สร้างขั้วแม่เหล็กโบราณขึ้นใหม่ให้ตรงกับขั้วโลกทางภูมิศาสตร์ และนำค่าการหมุนนี้ไปใช้กับทวีปหรือแผ่นดินนั้น ด้วยวิธีนี้ บล็อกเปลือกโลกและขั้วแม่เหล็กโบราณจะถูกสร้างขึ้นใหม่โดยใช้การหมุนแบบออยเลอร์เดียวกัน ดังนั้นพวกมันจึงไม่เคลื่อนที่สัมพันธ์กัน ขั้วแม่เหล็กโบราณจึงอยู่ที่ขั้วโลกทางภูมิศาสตร์ และบล็อกเปลือกโลกจะได้รับการฟื้นฟูอย่างถูกต้องในละติจูดและทิศทาง (เช่น เมื่อเทียบกับขั้วโลกทางภูมิศาสตร์) โปรดทราบว่าการหมุนเพิ่มเติมรอบขั้วโลกทางภูมิศาสตร์จะเปลี่ยนเฉพาะลองจิจูดของบล็อกเท่านั้น แต่ละติจูดและทิศทางเมื่อเทียบกับเส้นลองจิจูดจะไม่ได้รับผลกระทบ ดังนั้นจึงไม่สามารถกำหนดลองจิจูดโบราณสัมบูรณ์ได้ในการสร้างใหม่โดยอาศัยแม่เหล็กโบราณ อย่างไรก็ตาม สามารถกำหนดลองจิจูดสัมพัทธ์ของบล็อกเปลือกโลกที่แตกต่างกันได้โดยใช้ข้อมูลทางธรณีวิทยาและธรณีฟิสิกส์ประเภทอื่น ๆ ที่จำกัดการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของแผ่นเปลือกโลก รวมถึงประวัติการขยายตัวของพื้นทะเลที่บันทึกไว้โดยความผิดปกติของสนามแม่เหล็กในทะเล การจับคู่ขอบเขตทวีปและภูมิประเทศทางธรณีวิทยา และข้อมูลทางบรรพชีวินวิทยา[ 7 ]
เส้นทางการเคลื่อนที่ของขั้วโลกที่ปรากฏ
สามารถใช้ขั้วโลกจากยุคต่างๆ ในทวีปเดียวกัน แผ่นเปลือกโลก หรือบล็อกธรณีวิทยาอื่นๆ เพื่อสร้าง เส้นทาง การเคลื่อนที่ของขั้วโลกที่ปรากฏ (APWP) หากเส้นทางจากชิ้นส่วนเปลือกโลกที่อยู่ติดกันเหมือนกัน จะถือว่าบ่งชี้ว่าไม่มีการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างกันในช่วงเวลาที่เส้นทางนั้นครอบคลุม การแยกตัวของเส้นทาง APW บ่งชี้ว่าพื้นที่ดังกล่าวได้กระทำการอย่างอิสระในอดีต โดยจุดแยกตัวจะบ่งบอกถึงเวลาที่พวกมันรวมกัน[ 17 ]สามารถสร้าง APWP แบบรวมหรือสังเคราะห์ได้โดยการหมุนขั้วแม่เหล็กโบราณจากแผ่นเปลือกโลกต่างๆ เข้าสู่กรอบอ้างอิงที่ยึดติดกับแผ่นเปลือกโลกเดียว โดยใช้การประมาณการการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของแผ่นเปลือกโลก[ 13 ]สำหรับช่วงเวลาหลังการรวมตัวของแพนเจีย (320 ล้านปี) APWP สังเคราะห์มักจะถูกสร้างขึ้นในกรอบอ้างอิงที่ยึดติดกับแผ่นเปลือกโลกแอฟริกา[ 13 ]เนื่องจากแอฟริกามีตำแหน่งศูนย์กลางในโครงสร้างของแพนเจียและถูกล้อมรอบด้วยสันเขาที่แผ่ขยายออกไปเป็นส่วนใหญ่หลังจากการแตกตัวของแพนเจีย ซึ่งเริ่มต้นในยุคจูราสสิกตอนต้น (ประมาณ 180 ล้านปี)
ข้อจำกัดด้านลองจิจูด
สำหรับแผ่นเปลือกโลกแผ่นเดียว APWP สะท้อนถึงการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกเมื่อเทียบกับขั้วโลกทางภูมิศาสตร์ (การเปลี่ยนแปลงของละติจูด) และการเปลี่ยนแปลงของทิศทางเมื่อเทียบกับเส้นเมริเดียนโบราณ ลองจิจูดของการสร้างภาพทางภูมิศาสตร์โบราณขึ้นใหม่โดยอิงจาก APWP นั้นไม่แน่นอน แต่มีการโต้แย้งว่าความไม่แน่นอนสามารถลดลงได้โดยการเลือกแผ่นเปลือกโลกอ้างอิงที่คาดว่าจะเคลื่อนที่น้อยที่สุดในลองจิจูดจากการพิจารณาทฤษฎีแผ่นเปลือกโลก และโดยการเชื่อมโยงการสร้างภาพของแผ่นเปลือกโลกที่เหลือเข้ากับแผ่นเปลือกโลกอ้างอิงนี้โดยใช้การประมาณการการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของแผ่นเปลือกโลก[ 18 ]ตัวอย่างเช่น มีการแสดงให้เห็นว่าการสมมติว่าไม่มีการเคลื่อนที่ตามลองจิจูดอย่างมีนัยสำคัญของทวีปแอฟริกาตั้งแต่สมัยการรวมตัวของแพนเจียส่งผลให้เกิดสถานการณ์แผ่นเปลือกโลกที่สมเหตุสมผล ซึ่งไม่พบการเคลื่อนที่ขนาดใหญ่ที่สอดคล้องกันในทิศตะวันออก-ตะวันตกของแผ่นเปลือกโลกภาคพื้นทวีปในการสร้างภาพทางภูมิศาสตร์โบราณขึ้นใหม่[ 19 ]
APWP สามารถตีความได้ว่าเป็นบันทึกของสัญญาณรวมจากแหล่งกำเนิดการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกสองแหล่ง: (1) การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกเมื่อเทียบกับเนื้อโลก และ (2) การเคลื่อนที่ของโลกแข็งทั้งหมด (เนื้อโลกและแผ่นเปลือกโลก) เมื่อเทียบกับแกนหมุนของโลก ส่วนประกอบที่สองมักเรียกว่าการเคลื่อนที่ของขั้วโลกที่แท้จริง (TPW) และในระดับเวลาทางธรณีวิทยาเป็นผลมาจากการกระจายตัวของมวลที่ไม่สม่ำเสมออย่างค่อยเป็นค่อยไปเนื่องจากการเคลื่อนที่แบบพาความร้อนในเนื้อโลก[ 20 ]โดยการเปรียบเทียบการสร้างแผ่นเปลือกโลกขึ้นใหม่โดยอาศัยธรณีแม่เหล็กโบราณกับการสร้างใหม่ในกรอบอ้างอิงของเนื้อโลกที่กำหนดโดยจุดร้อนในช่วง 120 ล้านปีที่ผ่านมา สามารถประมาณการการเคลื่อนที่ของ TPW ได้ ซึ่งช่วยให้สามารถเชื่อมโยงการสร้างใหม่ทางธรณีวิทยาโบราณกับเนื้อโลกและจำกัดไว้ในลองจิจูดโบราณได้[ 21 ] [ 13 ]สำหรับช่วงเวลาก่อนหน้านี้ในยุคมีโซโซอิกและพาลีโอโซอิกการประมาณค่า TPW สามารถหาได้จากการวิเคราะห์การหมุนที่สอดคล้องกันของธรณีภาคภาคพื้นทวีป[ 19 ]ซึ่งช่วยให้สามารถเชื่อมโยงภูมิศาสตร์บรรพกาลที่สร้างขึ้นใหม่กับโครงสร้างขนาดใหญ่ในเนื้อโลกชั้นล่าง ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าLarge Low Shear-wave Velocity Provinces (LLSVPs) มีการโต้แย้งว่า LLSVPs มีความเสถียรมาอย่างน้อย 300 ล้านปีที่ผ่านมา และอาจนานกว่านั้น และขอบของ LLSVP ทำหน้าที่เป็นเขตกำเนิดของมวลแมกมาที่รับผิดชอบต่อการปะทุของLarge Igneous Provinces (LIPs) และคิมเบอร์ไลต์[ 22 ] [ 23 ]การเชื่อมโยงตำแหน่งที่สร้างขึ้นใหม่ของ LIPs และคิมเบอร์ไลต์กับขอบของ LLSVPs โดยใช้การหมุน TPW ที่ประมาณไว้ ทำให้สามารถพัฒนารูปแบบที่สอดคล้องกันสำหรับการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกที่สัมพันธ์กับเนื้อโลก การเคลื่อนที่ของขั้วโลกที่แท้จริง และการเปลี่ยนแปลงของภูมิศาสตร์โบราณที่สอดคล้องกันซึ่งถูกจำกัดในแนวยาวตลอดช่วงยุคฟาเนโรโซอิก [ 24 ] แม้ว่าต้นกำเนิดและความ เสถียรในระยะยาวของ LLSVPs จะเป็นหัวข้อของการถกเถียงทางวิทยาศาสตร์ที่กำลังดำเนินอยู่ก็ตาม[ 25 ] [ 26 ]
การกำหนดพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตของเส้นทางการเคลื่อนที่ของขั้วโลกที่ปรากฏ
ขั้วออยเลอร์แม่เหล็กโบราณที่ได้มาจากการกำหนดเส้นทางการเคลื่อนที่ของขั้วโลกที่ปรากฏ (APWP) ให้เป็นรูปทรงเรขาคณิต อาจช่วยให้สามารถจำกัดลองจิจูดโบราณจากข้อมูลแม่เหล็กโบราณได้ วิธีนี้สามารถขยายการสร้างการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกแบบสัมบูรณ์ให้ลึกเข้าไปในประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาได้ ตราบใดที่มี APWP ที่เชื่อถือได้[ 27 ]
เส้นทางฮอตสปอต

การมีอยู่ของกลุ่มเกาะภูเขาไฟและภูเขาใต้ทะเลที่ตีความว่าก่อตัวขึ้นจากจุดร้อน คง ที่ทำให้แผ่นเปลือกโลกที่พวกมันตั้งอยู่สามารถได้รับการฟื้นฟูอย่างต่อเนื่องเพื่อให้ภูเขาใต้ทะเลเคลื่อนกลับไปอยู่เหนือจุดร้อนในขณะที่มันก่อตัวขึ้น วิธีนี้สามารถใช้ย้อนกลับไปถึงยุคครีเทเชียสตอนต้นซึ่งเป็นยุคที่มีหลักฐานที่เก่าแก่ที่สุดของกิจกรรมจุดร้อน วิธีนี้ให้การสร้างใหม่ที่แน่นอนของทั้งละติจูดและลองจิจูด แม้ว่าก่อนประมาณ 90 ล้านปีก่อนจะมีหลักฐานของการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างกลุ่มจุดร้อนก็ตาม[ 28 ]
ข้อจำกัดของแผ่นพื้น
เมื่อแผ่นเปลือกโลกมหาสมุทรมุดตัวลงสู่ชั้นแมนเทิลล่าง (แผ่น) จะมีการสันนิษฐานว่าแผ่นเปลือกโลกจะจมลงในแนวตั้งเกือบตรง ด้วยความช่วยเหลือของการถ่ายภาพตัดขวางคลื่นไหวสะเทือน สามารถใช้สิ่งนี้เพื่อจำกัดการสร้างแผ่นเปลือกโลกขึ้นใหม่ในลำดับแรกย้อนกลับไปถึงยุคเพอร์เมียนได้[ 29 ]
หลักฐานอื่นๆ เกี่ยวกับโครงสร้างแผ่นเปลือกโลกในอดีต

การสร้างแผ่นเปลือกโลกขึ้นใหม่บางส่วนได้รับการสนับสนุนจากหลักฐานทางธรณีวิทยาอื่นๆ เช่น การกระจายตัวของประเภทหินตะกอนตำแหน่ง ของแนวเทือกเขาและเขตสัตว์ที่แสดงโดยฟอสซิลบางชนิด วิธีการสร้างใหม่เหล่านี้เป็นวิธีการกึ่งเชิงปริมาณ[ 7 ]
ประเภทของหินตะกอน
หินตะกอนบางประเภทจำกัดอยู่ในเขตละติจูดบางแห่ง ตัวอย่างเช่น ตะกอนธารน้ำแข็งโดยทั่วไปจะจำกัดอยู่ในละติจูดสูง ในขณะที่หินระเหยโดยทั่วไปจะก่อตัวขึ้นในเขตร้อน[ 30 ]
เขตสัตว์
มหาสมุทรที่อยู่ระหว่างทวีปเป็นอุปสรรคต่อการอพยพของพืชและสัตว์ พื้นที่ที่แยกออกจากกันมักจะพัฒนาสัตว์และพืชของตัวเอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของพืชและสัตว์บก แต่ก็เป็นความจริงสำหรับสิ่งมีชีวิตในทะเลน้ำตื้น เช่นไทรโลไบต์และแบรคิโอพอด แม้ว่าตัวอ่อนแพลงก์ตอน ของพวกมัน จะทำให้พวกมันสามารถอพยพข้ามพื้นที่น้ำลึกที่เล็กกว่าได้ก็ตาม เมื่อมหาสมุทรแคบลงก่อนที่จะเกิดการชนกัน สัตว์ต่างๆ ก็จะเริ่มผสมกันอีกครั้ง ซึ่งเป็นหลักฐานสนับสนุนการปิดตัวลงและช่วงเวลาของการปิดตัวลง[ 7 ]
แนวเทือกเขา
เมื่อมหาทวีปแตกออก โครงสร้างทางธรณีวิทยาเชิงเส้นที่เก่ากว่า เช่น แนวเทือกเขาอาจถูกแบ่งออกระหว่างชิ้นส่วนที่เกิดขึ้น เมื่อการสร้างใหม่เชื่อมต่อแนวเทือกเขาที่มีอายุการก่อตัวเดียวกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ จะเป็นการสนับสนุนความถูกต้องของการสร้างใหม่เพิ่มเติม[ 7 ]
ดูเพิ่มเติม
- การกำหนดอายุตามลำดับเวลา , ลำดับเวลาทางโบราณคดี
- ทั่วไป
- ความสอดคล้องกันของหลักฐานจากแหล่งข้อมูลอิสระที่ไม่เกี่ยวข้องกัน สามารถ "บรรจบกัน" สู่ข้อสรุปที่หนักแน่นได้
ลิงก์ภายนอก
- "โครงการ PLATES แหล่งข้อมูลที่ครอบคลุม ประกอบด้วยภาพจำลอง ภาพยนตร์ ภาพถ่าย รายชื่อสิ่งพิมพ์ และสื่อการสอน"สถาบันธรณีฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยเท็กซัส คณะธรณีศาสตร์แจ็กสัน
- สกอตซีส, คริสโตเฟอร์ . "โครงการแผนที่โลกโบราณ พร้อมการสร้างแบบจำลองในอดีตและอนาคต ภูมิศาสตร์โบราณ สื่อการสอน ฯลฯ "
- พินเดลล์, เจมส์. "การสร้างแบบจำลองแผ่นเปลือกโลก (พร้อมภาพเคลื่อนไหว) สำหรับแผ่นเปลือกโลกแคริบเบียน" . บริษัท เทคโทนิก อะซีเลชัน จำกัด
- "การสร้างแบบจำลองแผ่นเปลือกโลกด้วยข้อมูลสนามความเร็วตั้งแต่ 150 ล้านปีก่อนจนถึงปัจจุบัน โดยแบ่งเป็นช่วงละ 10 ล้านปี"กลุ่มธรณีพลศาสตร์ สำนักงานสำรวจทางธรณีวิทยาแห่งนอร์เวย์เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 23 กรกฎาคม 2554
- "EMAGE: การทดลองทางอากาศแม่เหล็กและแรงโน้มถ่วงบริเวณขอบแอนตาร์กติกาตะวันออก"สถาบันวิจัยขั้วโลกและทะเลอัลเฟรด เวเกเนอร์เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2 พฤศจิกายน 2011
- แผนที่ยุคโบราณตั้งแต่ 600 ล้านปีก่อน (การฉายภาพแบบ Mollweide, ลองจิจูด 0)ลิงก์เสีย
- แผนที่ยุคโบราณตั้งแต่ 600 ล้านปีก่อน (การฉายภาพแบบ Mollweide, ลองจิจูด 180)ลิงก์เสีย
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การผ่าตัดแผ่นโลหะใหม่
การสร้างภาพแผ่นเปลือกโลกขึ้นใหม่คือกระบวนการสร้างตำแหน่งของแผ่นเปลือกโลกสัมพันธ์กัน (การเคลื่อนที่สัมพัทธ์) หรือสัมพันธ์กับกรอบอ้างอิงอื่นๆ...
การกำหนดขอบเขตแผ่นเปลือกโลก
ส่วนสำคัญของการสร้างแบบจำลองการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกในอดีต คือ การกำหนดขอบเขตของพื้นที่ในชั้น ธรณีภาค ที่เคยมีการเคลื่อนที่อย่างอิสระในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่งในอดีต
ขอบเขตแผ่นเปลือกโลกในปัจจุบัน
ขอบเขตแผ่นเปลือกโลกส่วนใหญ่ในปัจจุบันสามารถระบุได้ง่ายจากรูปแบบของ แผ่นดินไหว ล่าสุด [ 1 ] ปัจจุบันได้รับการสนับสนุนโดยการใช้ ข้อมูล ทางธรณีวิทยา เช่น GPS / GNSS เพื่อยืนยันการมีอยู่ของการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ที่สำคัญระหว่างแผ่นเปลือกโลก [ 2 ]
ขอบเขตแผ่นเปลือกโลกในอดีต
การระบุขอบเขตแผ่นเปลือกโลกในอดีต (แต่ปัจจุบันไม่ทำงานแล้ว) ภายในแผ่นเปลือกโลกปัจจุบันโดยทั่วไปจะอาศัยหลักฐานของมหาสมุทรที่ปิดตัวลงแล้ว เส้นที่เคยเป็นมหาสมุทรโดยปกติจะถูกทำเครื่องหมายด้วยชิ้นส่วนของเปลือกโลกจากมหาสมุทรนั้น ซึ่งรวมอยู่ในเขตการชนกันที่เรียกว่า...