Co powinieneś wiedzieć o płytowej tektonice

Tektonika płyt jest naukową teorią, która próbuje wyjaśnić ruchy litosfery Ziemi, które ukształtowały cechy krajobrazu, które widzimy dzisiaj na całym świecie. Z definicji słowo „płyta” w kategoriach geologicznych oznacza dużą płytę z litej skały. „Tektonika” jest częścią greckiego określenia „budować” i razem terminy określają, w jaki sposób powierzchnia Ziemi jest zbudowana z ruchomych płyt.

Sama teoria tektoniki płyt mówi, że litosfera Ziemi składa się z pojedynczych płyt, które są rozbite na kilkanaście dużych i małych kawałków litej skały. Te rozdrobnione płyty jeżdżą obok siebie na powierzchni Ziemi bardziej płynny dolny płaszcz aby stworzyć różne rodzaje granic płyt, które ukształtowały krajobraz Ziemi przez miliony lat.

Tektonika płyt wyrosła z teorii, która została opracowana na początku XX wieku przez meteorologa Alfred Wegener. W 1912 roku Wegener zauważył, że linie brzegowe wschodniego wybrzeża Ameryki Południowej i zachodniego wybrzeża Afryki wydają się pasować do siebie jak układanka.

Dalsze badanie globu wykazało, że wszystkie kontynenty Ziemi w jakiś sposób do siebie pasują Wegener zaproponował pomysł, że wszystkie kontynenty były kiedyś połączone w jednym superkontynencie nazywa Pangea. Uważał, że kontynenty stopniowo zaczęły się rozpadać około 300 milionów lat temu - jego teoria stała się znana jako dryf kontynentalny.

Główny problem z początkową teorią Wegenera polegał na tym, że nie był pewien, w jaki sposób kontynenty oddalają się od siebie. Podczas swoich badań mających na celu znalezienie mechanizmu dryfowania kontynentu Wegener natrafił na skamieliny, które stanowiły poparcie dla jego początkowej teorii Pangei. Ponadto wpadł na pomysł, jak dryf kontynentalny działał w budowie światowych pasm górskich. Wegener twierdził, że wiodące krawędzie kontynentów Ziemi zderzyły się ze sobą, gdy się poruszały, powodując gromadzenie się ziemi i tworzenie pasm górskich. Jako przykład posłużył się Indiami przeprowadzającymi się na kontynent azjatycki, aby stworzyć Himalaje.

W końcu Wegener wpadł na pomysł, w którym cytowano obrót Ziemi i jej siłę odśrodkową w kierunku równika jako mechanizmu dryftu kontynentalnego. Powiedział, że Pangea zaczyna się na biegunie południowym, a obrót Ziemi w końcu spowodował jej rozpad, wysyłając kontynenty w kierunku równika. Pomysł ten został odrzucony przez społeczność naukową, a jego teoria dryfu kontynentalnego również została odrzucona.

W 1929 r. Arthur Holmes, brytyjski geolog, wprowadził teorię konwekcji termicznej, aby wyjaśnić ruch kontynentów ziemskich. Powiedział, że gdy substancja jest podgrzewana, jej gęstość maleje i rośnie, aż ostygnie wystarczająco, by ponownie zatonąć. Według Holmesa właśnie ten cykl ogrzewania i chłodzenia płaszcza Ziemi spowodował ruch kontynentów. Pomysł ten zyskał wówczas bardzo małą uwagę.

W latach 60. XX wieku pomysł Holmesa zaczął zyskiwać na wiarygodności, gdy naukowcy poszerzyli wiedzę na temat dna oceanu za pomocą mapowania, odkryli jego grzbiety w środku oceanu i dowiedzieli się więcej o jego wieku. W 1961 i 1962 r. Naukowcy zaproponowali proces rozprzestrzeniania się dna morskiego spowodowany konwekcją płaszczową, aby wyjaśnić ruch kontynentów ziemskich i tektonikę płyt.

Dzisiaj naukowcy lepiej rozumieją skład płyt tektonicznych, siły napędowe ich ruchu i sposoby interakcji między nimi. Sama płytka tektoniczna jest zdefiniowana jako sztywny segment litosfery Ziemi, który porusza się oddzielnie od otaczających ją.

Istnieją trzy główne siły napędowe ruchu płyt tektonicznych Ziemi. Są to konwekcja płaszczowa, grawitacja i obrót Ziemi. Konwekcja płaszczowa jest najczęściej badaną metodą ruchu płyty tektonicznej i jest bardzo podobna do teorii opracowanej przez Holmesa w 1929 roku. W górnym płaszczu Ziemi występują duże prądy konwekcyjne stopionego materiału. Gdy prądy te przenoszą energię do ziemskiej astenosfery (płynna część dolnego płaszcza Ziemi poniżej litosfery), nowy materiał litosferyczny jest wypychany w kierunku skorupy ziemskiej. Dowody tego pokazano na grzbietach oceanu środkowego, gdzie młodsza ziemia jest wypychana przez grzbiet, powodując, że starsze lądy przemieszczają się i oddalają od grzbietu, przesuwając w ten sposób płyty tektoniczne.

Grawitacja jest drugorzędną siłą napędową ruchu płyt tektonicznych Ziemi. Na grzbietach oceanu wzniesienie jest wyższe niż otaczające dno oceanu. Ponieważ prądy konwekcyjne na Ziemi powodują, że nowy materiał litosferyczny unosi się i rozprzestrzenia z dala od Ziemi grzbiet, grawitacja powoduje, że starszy materiał tonie w kierunku dna oceanu i wspomaga ruch talerze. Obrót Ziemi jest ostatnim mechanizmem ruchu płyt Ziemi, ale jest niewielki w porównaniu z konwekcją płaszcza i grawitacją.

Gdy ziemskie płyty tektoniczne poruszają się, oddziałują na wiele różnych sposobów i tworzą różne rodzaje granic płyt. Rozbieżne granice to miejsca, w których płyty oddalają się od siebie i powstaje nowa skorupa. Grzbiety oceanu środkowego są przykładem rozbieżnych granic. Zbieżne granice to miejsca, w których płyty zderzają się ze sobą, powodując subdukcję jednej płyty pod drugą. Granice transformacji są ostatecznym typem granicy płyty iw tych lokalizacjach nie powstaje nowa skorupa i żadna nie jest niszczona. Zamiast tego płytki przesuwają się poziomo obok siebie. Bez względu na rodzaj granicy ruch płyt tektonicznych Ziemi ma zasadnicze znaczenie w tworzeniu różnych cech krajobrazu, które widzimy dzisiaj na całym świecie.

Istnieje siedem głównych płyt tektonicznych (Ameryka Północna, Ameryka Południowa, Eurazja, Afryka, Indo-Australijska, Pacyfik i Antarktyda), a także wiele mniejszych mikropłytek, takich jak talerz Juan de Fuca w pobliżu amerykańskiego stanu Waszyngton (mapa tablic).

Aby dowiedzieć się więcej o tektonice płyt, odwiedź stronę internetową USGS This Dynamic Earth: The Story of Plate Tectonics.