Конвекторни течения: определение, изследвания и копия
Конвективните течения са непрекъснатото движение, което земните плочи извършват постоянно. Въпреки че те се проявяват в голям мащаб, има изследвания, които показват, че има и по-малък мащаб.
Планетата Земя се формира от ядро, мантията и земната кора. Мантията е слоят, който можем да намерим между ядрото и земната кора. Дълбочината му варира, в зависимост от точката на планетата, на която се намираме, може да се простира от дълбочина от 30 км от повърхността, до 2900 км.
Мантията се различава от ядрото и кората, защото има механично поведение. Той се образува от твърд вискозен материал. Той е в вискозно състояние поради високите налягания, на които е подложен.
Температурите на мантията могат да колебаят между 600 ºC, докато достигнат 3500 ºC. Той има по-ниски температури, колкото е по-близо до повърхността и по-високите температури, колкото е по-близо до ядрото.
Можем да разделим мантията на две части, горната и долната. Долната мантия тече от прекъсването на Мохоровичич до дълбочина около 650 км.
Това прекъсване, известно като Мохо, е разположено на средна дълбочина от 35 км и е само на 10 км под дъното на океана. Долната мантия ще бъде частта между 650-километровата дълбочина, до границата с вътрешното ядро на планетата.
Поради термичната разлика между сърцевината и земната кора, конвективните течения се произвеждат по цялата мантия.
Конвекторни течения: произход на хипотезите
През 1915 г. една хипотеза, разработена от Алфред Вегенер, постулира движението на континенталните маси. Вегенер каза, че континентите се движат по дъното на океана, въпреки че не знае как да го докаже.
През 1929 г. Артър Холмс, известен британски геолог, постулира хипотезата, че под земната кора може да се намери одеяло от разтопена скала, което е причинило теченията на лавовата конвекция, които имат сила да движат тектоничните плочи и следователно континентите.
Въпреки че теорията е последователна, до 60-те години не се приема, че теориите за тектониката на плочите започват да се развиват.
В тези формулировки се твърди, че земните плочи се преместват поради силите на конвекцията на земята, причинявайки удари, които са отговорни за оформянето на повърхността на земята.
Какво са тогава?
Конвекторните течения са теченията на материалите, които се срещат в земната мантия с помощта на гравитацията.
Тези течения са отговорни за движението не само на континентите, както постулира Вегенер, но и на всички литосферни плочи, които са над мантията.
Тези течения се произвеждат от разлики в температурата и плътността. Благодарение на гравитацията те правят горещите материали да се издигат по посока на повърхността, тъй като те са по-малко тежки.
Това означава, че по-студените материали са по-плътни и по-тежки, така че те се спускат към ядрото на Земята.
Както споменахме преди, мантията е изработена от твърди материали, но се държи така, сякаш е вискозен материал, който се деформира и разтяга, което се движи без счупване. Той се държи по този начин поради високите температури и голямото налягане, на което са подложени тези материали.
В района близо до ядрото на Земята температурите могат да достигнат 3500 ° C, а скалите, открити в тази част на мантията, могат да се стопят.
Когато се разтопят твърдите материали, те губят плътност, така че стават по-леки и се издигат на повърхността. Налягането на твърдите материали, които са по-горе, правят това, че се опитват да се спуснат с теглото си, позволявайки излизането на по-топлите материали към повърхността.
Тези течения на материали с възходяща форма са известни като пера или термични перки.
Материалите, които достигат до литосферата, могат да преминат през нея, и това е, което формира фрагментацията на континентите.
Океанската литосфера има температура много по-ниска от мантията, така че големите студени парчета потъват в мантията, причинявайки низходящи течения. Тези низходящи течения могат да преместят парчета студена океанска литосфера в близост до ядрото.
Тези произведени течения, независимо дали са възходящи или низходящи, действат като валяк, създавайки конвекционни клетки, което обяснява движението на тектоничните плочи на земната кора.
Критиките на тези теории
Новите изследвания са променили теорията на конвекционните клетки малко. Ако тази теория е вярна, всички плочи, които съставят земната повърхност, трябва да имат конвекция.
Въпреки това, има плочи, които са толкова големи, че една конвекция клетка трябва да има голям диаметър и голяма дълбочина. Това би накарало някои от клетките да достигнат дълбочината на ядрото.
За тези последни изследвания е достигнато до идеята, че има две отделни конвективни системи, поради което Земята е поддържала топлината толкова дълго.
Изследванията на сеизмичните вълни ни позволиха да получим данните за вътрешната температура на земята и за реализирането на топлинна карта.
Тези данни, получени от сеизмичната активност, подкрепят теорията, че има разлика между два типа конвекционни клетки, някои по-близо до земната кора, а други - по-близо до ядрото.
Тези изследвания показват също, че движенията на тектоничните плочи се дължат не само на конвекционните клетки, но и силата на гравитацията помага да се изтласкат вътрешните части към повърхността.
Когато пластината се разтегне от силите на конвекцията, силата на гравитацията оказва натиск върху нея и в крайна сметка се счупва.
