Co znajduje się wewnątrz Ziemi?

Odwracanie warstw

Jeśli mógłbyś przeciąć Ziemię na pół, zobaczyłbyś cztery główne warstwy:

Korona: warstwa zewnętrzna. Jest cienka: proporcjonalnie cienka jak skórka jabłka. Oceaniczna warstwa kraterów ma tylko 7 km grubości. Kontynentalne warstwy kraterów średnio 35 km. To brzmi dużo, ale Ziemia ma 12,742 km średnicy.

Płytka: pod spodem, około 2,900 km gruba. Jest zrobiona z gorących, gęstych skał. Górna płytka jest częściowo tłusta i płynie bardzo powoli: jak grzane, grube miodu na płytce. Ten płynący warunek nazywany jest astenosferą.

Wewnętrzny rdzeń: warunek płynnego żelaza i niklu, około 2,200 km gruby. Jest tak gorąco (4,500–5,500°C), że metal jest płynny. Płynący metal generuje polowe Ziemi.

Zewnętrzny rdzeń: stały kule z żelaza i niklu w samym centrum, około 1,220 km promień. Jest to najgorętszy fragment Ziemi: ponad 5,400°C, gorętszy niż powierzchnia Słońca.

Złamana Łuska

Krucha Jajeczna Łuska

Korona Ziemi nie jest ciągłą skorupą. Jest ona rozbita na około 15 głównych płyt tektonicznych (i wiele mniejszych) pasujących do siebie jak złamana jajeczna łuska.

Te płyty nie są cienkie: zawierają one skorupę i górny fragment mantylla, razem nazywane litosferą. Litosfera jest twarda, 70–150 km gruba, i pływa na miększym, częściowo topionym astenosferze pod nią.

Niektóre płyty przenoszą kontynenty (lądujące płyty). Niektóre przenoszą dno oceanu (oceaniczne płyty). Wiele z nich przenosi oba.

Największa płytka to Pacyficzna Płyta, która jest prawie całkowicie oceaniczna. Prawdopodobnie siedzisz na Płycie Ameryki Północnej, która się rozciąga od Śródziemmorza aż po zachodnie wybrzeże Stanów Zjednoczonych.

Co je porusza?

Prądy konwekcyjne: Silnik

Głęboko w mantei, skała bliska rdzenia jest bardzo gorąca. Gorąca skała jest mniej gęsta, więc wznosi się. Gdy zbliża się do powierzchni, ochładza się, staje się gęstsza i opada z powrotem. To tworzy powolny, okrężny przepływ zwany prądem konwekcyjnym.

Pomyślcie o garnku z wodą gotującą się na płytce: woda na dole nagrzewa się, wznosi się, ochładza na powierzchni i opada z powrotem. Manta robi to samo: z wyjątkiem tego, że z skałą, i niezwykle powoli.

Te prądy konwekcyjne przesuwają płyty tektoniczne jak obiekty poruszające się na powolnym transportera podnoszącym.

Proces jest powolny: płyty poruszają się między 2 a 15 centymetrami na rok: ale przez miliony lat całkowicie przekształcają całą powierzchnię planety.

Trzy Rodzaje Granic

Gdzie Płyty Spotykają Się

Najbardziej dramatyczna geologia na Ziemi występuje tam, gdzie płyty spotykają się: na ich granicach. Są trzy rodzaje:

Granice rozdzielające: płyty poruszają się oddalone. Magma wychodzi z mantei, aby wypełnić lukę, tworząc nową skórę. Przecina Ridge Mid-Atlantic, biegnący wzdłuż środka Oceanu Atlantyckiego. Islandia znajduje się dokładnie na nim: można stać na granicy między Płytą Ameryki Północnej a Płyta Eurazjatycką.

Granice zderzające się: płyty poruszają się w stronę siebie. Gdy oceaniczna płyta spotyka się z kontynentalną, lżejsza płyta oceaniczna zanurza się pod nią w procesie zwanych subducją. Gdy dwa kontynenty zderzają się, żaden z nich nie subdukuje: zagiają się w górskie łańcuchy. Himalaje powstały w ten sposób, gdy Płyta Indyjska zderzyła się z Płyta Eurazjatycką.

Granice transformujące: płyty przesuwają się obok siebie poziomo. Przepaść San Andreas w Kalifornii to granica transformująca, gdzie Płyta Pacyficzna i Płyta Ameryki Północnej przesuwają się obok siebie. To powoduje częste trzęsienia ziemi.

Rozrost Gór

Himality: Zderzenie w powolnym tempie

Przed około 50 milionami lat, Indyjska Płyta: która poruszała się w geologicznym tempie szybkim na północ: uderzyła w Azjatycką Płytę.

Nie udało się żądnej płycie zanurzyć pod drugą, ponieważ obie były lądem kontynentalnym: grube, pływalne i zbyt lekkie, aby zatopić się.

Więc skorupa zagięła się, zgrubiała i została wypchnięta w górę. Zderzenie utworzyło Himality, w tym Mount Everest: najwyższy punkt na Ziemi o wysokości 8,849 metrów.

I to zderzenie nie jest zakończone. Indyjska Płyta nadal naciska na Azję na średnio 1 centymetr na rok, a Himality nadal rosną.

Pierścień Ognia

Gdzie Strach Wziąć

Jeśli na mapie zaznaczymy każde większe trzęsienie ziemi i wybuch wulkaniczny, natychmiast wyłoni się wzór: skupiają się one wzdłuż granic płyt.

Najbardziej dramatyczny przykład to Pierścień Ognia: pas w kształcie klamry wokół Oceanu Spokojnego, gdzie Pacyficzna Płyta spotyka się z kilkoma innymi płytami. Około 75% czynnych wulkanów na świecie i 90% trzęsień ziemi na świecie występuje wzdłuż Pierścienia Ognia.

Nie jest to przypadek. Trzęsienia ziemi mają miejsce, gdy płyty nagle przesuwają się obok siebie, wydzielając zmagazynowany naprężenie. Wulkany powstają tam, gdzie magma znajduje drogę na powierzchnię: często w strefach subdukcji, gdzie zanurzająca się płyta topi się i ciecz utlenia.

Skala Richtera mierzy magnitudę trzęsienia ziemi: wydzielaną energię. Każde całkowite zwiększenie liczby przedstawia około 32 razy więcej energii. Trzęsienie ziemi o magnitudzie 7 wyzwala około 1,000 razy więcej energii niż trzęsienie ziemi o magnitudzie 5.

Dlaczego Granice?

Połączenie kroków

Wewnętrzna część płyty tektonicznej jest stosunkowo stabilna. Skal jest twarda, płytę poruszają jako jednostkę, a nie ma powodu, aby skorupę rozerwać lub stopić.

Ale na granicach płyty sądzą się, oddzielają lub zderzają. To jest gdzie napływ naprężeń, skorupa pęka i magma znajduje drogi ucieczki.

Myśl o tym jak szyba szklana: środek jest silny, ale krawędzie i rogi to miejsca, gdzie powstają pęknięcia.

Jak Wiedzą?

Dowody Są wszędzie

Wegener zaproponował teorię tektoniki płyt w 1912 roku, ale nie mógł wyjaśnić mechanizmu. Współczesne dowody potwierdziły go wielokrotnie:

Rozprzestrzenianie się skamieniałości: identyczne skamieniałości Mesosaurus (jadowitego gadzika słodkowodnego) znajdują się w obu Brazylii i Afryce Zachodniej, ale nigdzie indziej. Nie mogło przepłynąć Atlantyku. Kontynenty musiały być połączone.

Pasmo skał: łańcuchy górskie w Szkocji idealnie się nakładają na Góry Appalachów na wschodnim wybrzeżu Stanów Zjednoczonych, gdy kontynenty przesunąłeś z powrotem. Te same skały, tej samej wieku, tej samej formacji: rozdzielone przez ocean.

Obrzeża lodowe: starożytne ślady lodowcowe znalezione w Afryce, Indiach, Ameryce Południowej i Australii wszystkie wskazują na jeden lodowiec ośrodka na Antarktydzie: dokładnie tam, gdzie kontynenty się znajdą w Pangaei.

Pomiary GPS: dziś możemy bezpośrednio pomiara ruchu płyt za pomocą satelit GPS. Ameryka Północna odchodzi od Europy o około 2,5 cm na rok. Możemy obserwować to w czasie rzeczywistym.

Przyszła Ziemia

Któja jesteśmy idąc?

Jeśli płyty nadal poruszają się z aktualnymi szybkościami, geolodzy mogą przewidzieć, gdzie kontynenty będą się znajdować w przyszłości.

Około 250 milionów lat kontynenty mają się ponownie zderzyć w nowe superkontynent. Naukowcy nadały mu różne nazwy: Pangaea Ultima, Amasia lub Novopangaea: w zależności od tego, który model używają.

Ocean Atlantycki się zamknie. Afryka złączy się z Europą. Australia przesunie się na północ do Południowo-Wschodniej Azji.

To się zdarzyło wcześniej. Pangaea nie była pierwszym superkontynentem: było ich kilka, sięgających miliardów lat wstecz. Cykl rozdzielania i związania powtarza się co około 400-500 milionów lat. Geolodzy nazywają to cyklem superkontynentu.

Co Pamiętasz?

Wielka Wizja

Ziemia nie jest statyczna. Jest dynamiczna, krążąca planeta: cienka skorupa poruszająca się na morzu powoli przesuwających się skał.

Wszystko jest ze sobą związane: przepływy konwekcyjne napędzają ruch płyt; granice płyt wywołują trzęsienia ziemi, wulkaniczne działania & góry; dowody są zapisane w skamieniałościach, skałach & danych z GPS.

Alfred Wegener zobaczył kawałki puzzle stulecie temu. Potrzeba świata kilku dekad, aby dołączyć. Dziś, teoria płyt tektonicznych jest jednym z najpotężniejszych ramion w całej nauce: wyjaśnia wszystko, od tego, dlaczego Japonia ma trzęsienia ziemi, po to, dlaczego można znaleźć muszele na szczytach gór.