Какво трябва да знаете за тектониката на плочите

Тектониката на плочите е научната теория, която се опитва да обясни движенията на литосферата на Земята, които са формирали пейзажните особености, които виждаме по целия свят днес. По дефиниция думата "плоча" в геоложки термини означава голяма плоча от твърда скала. „Тектоника“ е част от гръцкия корен за „да се изгради“ и заедно термините определят как земната повърхност е изградена от движещи се плочи.

Самата теория за тектониката на плочите казва, че литосферата на Земята е съставена от отделни плочи, които са разбити на над дузина големи и малки парчета твърда скала. Тези разпокъсани плочи се движат една до друга на Земята повече течност долна мантия за създаване на различни видове граници на плочи, които са формирали пейзажа на Земята в продължение на милиони години.

Тектониката на плочите израства от теория, която е разработена за първи път в началото на 20 век от метеоролога Алфред Вегенер. През 1912 г. Вегенер забелязва, че бреговите линии на източното крайбрежие на Южна Америка и на западното крайбрежие на Африка сякаш се вписват заедно като пъзел.

По-нататъшното изследване на земното кълбо показа, че всички континенти на Земята се вписват по някакъв начин и Вегенер предложи идея, че всички континенти по едно време са били свързани в един суперконтинент Наречен Pangea. Той вярваше, че континентите постепенно започват да се разделят преди около 300 милиона години - това е неговата теория, станала известна като континентален дрейф.

Основният проблем на първоначалната теория на Вегенер беше, че той не беше сигурен как континентите се раздалечават един от друг. По време на своите изследвания за намиране на механизъм за континентален дрейф, Вегенер се натъкна на изкопаеми доказателства, които подкрепят неговата първоначална теория за Пангея. Освен това той излезе с идеи как работи континенталният дрейф в сградата на световните планински вериги. Вегенер твърди, че водещите краища на земните континенти се сблъсквали един с друг, докато те се движели, причинявайки земята да се натрупва и да образува планински вериги. Той използва Индия, премествайки се в азиатския континент, за да формира Хималаите като пример.

В крайна сметка Вегенер излезе с идея, която цитира въртенето на Земята и нейната центробежна сила към екватора като механизъм за континентален дрейф. Той каза, че Пангея е започнал на Южния полюс и въртенето на Земята в крайна сметка е причинило разпадането му, изпращайки континентите към екватора. Тази идея беше отхвърлена от научната общност и неговата теория за континенталния дрейф също беше отхвърлена.

През 1929 г. Артър Холмс, британски геолог, въвежда теория за термичната конвекция, за да обясни движението на земните континенти. Той каза, че с нагряване на веществото плътността му намалява и тя се издига, докато се охлади достатъчно, за да потъне отново. Според Холмс именно този цикъл на отопление и охлаждане на земната мантия е причинил движението на континентите. Тази идея спечели много малко внимание по това време.

До 60-те години на миналия век идеята на Холмс започва да придобива повече доверие, тъй като учените разширяват разбирането си за океанското дъно чрез картографиране, откриват неговите срединно-океански хребети и научават повече за неговата възраст. През 1961 и 1962 г. учените предлагат процеса на разпространение на морското дъно, причинено от конвекция на мантията, за да обяснят движението на земните континенти и тектониката на плочите.

Учените днес имат по-добро разбиране на състава на тектонските плочи, движещите сили на тяхното движение и начините, по които те си взаимодействат помежду си. Самата тектонска плоча се определя като твърд сегмент от земната литосфера, който се движи отделно от онези, които я заобикалят.

Има три основни движещи сили за движението на земните тектонски плочи. Те са конвекция на мантията, гравитация и въртене на Земята. Конвекцията на мантията е най-широко изучаваният метод на движение на тектоничните плочи и е много подобна на теорията, разработена от Холмс през 1929г. В горната мантия на Земята има големи конвекционни токове от разтопен материал. Тъй като тези течения предават енергия на земната астеносфера (течната част на долната мантия на Земята под литосферата), нов литосферен материал се изтласква нагоре към земната кора. Доказателство за това е показано на хребетите в средния океан, където по-младата земя е изтласкана нагоре през билото, което кара старата земя да се отдалечава и да се отдалечава от билото, като по този начин се движат тектонските плочи.

Гравитацията е вторична движеща сила за движението на земните тектонски плочи. В срединните океански хребети котата е по-висока от околното океанско дъно. Тъй като конвекционните токове вътре в Земята причиняват нов литосферен материал да се издига и разпространява далеч от билото, гравитацията кара по-стария материал да потъва към океанското дъно и да подпомага движението на плочи. Въртенето на Земята е последният механизъм за движението на земните плочи, но е незначително в сравнение с конвекцията и гравитацията на мантията.

Докато тектонските плочи на Земята се движат, те си взаимодействат по много различни начини и образуват различни видове граници на плочите. Различните граници са там, където плочите се отдалечават една от друга и се създава нова кора. Хребетите в средния океан са пример за различни граници. Конвергентните граници са там, където плочите се сблъскват една с друга, причинявайки понижаване на една плоча под другата. Границите на трансформацията са крайният вид граница на плочата и на тези места не се създава нова кора и нито една не се разрушава. Вместо това плочите се плъзгат хоризонтално покрай една друга. Независимо от вида на границата, движението на тектонските плочи на Земята е от съществено значение за формирането на различните особености на пейзажа, които виждаме по целия свят днес.

Има седем основни тектонски плочи (Северна Америка, Южна Америка, Евразия, Африка, Индо-Австралийски, Тихия океан и Антарктида), както и много по-малки микроплаки, като плочата Хуан де Фука в близост до щата на САЩ Вашингтон (карта на табели).

За да научите повече за тектониката на плочите, посетете уебсайта на USGS Тази динамична земя: историята на тектониката на плочите.