Co znajduje się wewnątrz Ziemi?

Odrywanie Warstw

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

Korona: warstwa zewnętrzna. Jest cienka: proporcjonalnie cieńsza niż skórka jabłka. Oceaniczna korona ma tylko 7 km grubości. Kontynentalna korona średnio 35 km. To brzmi dużo, ale Ziemia ma 12,742 km średnicy.

Ogar: poniżej skorupy, około 2,900 km grubości. Jest to zrobiony z gorących, gęstych skał. Górna część ogaru jest częściowo tłusta i płynie bardzo powoli: jak grzane miód na patelni. Ten płynący warunek nazywany jest astenosferą.

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

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

Złamana Muszelka

Krucha Jajka

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

Te płyty nie są cienkie: zawierają one koronę i górna część mantylla, razem nazywane litosferą. Litosfera jest sprężysta, 70–150 km grubości, i pływa na miększej, częściowo tłustej astenosferze pod nią.

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

Największa płytą jest Pacyficzna Płyta, która jest prawie całkowicie oceaniczna. Prawdopodobnie siedzisz na Płycie Północnoamerykańskiej, która rozciąga się od Ściany Śródatlantyckiej aż po zachodnie wybrzeże Stanów Zjednoczonych.

Co je porusza?

Konwekcja: Silnik

Głęboko w mantei, skała blisko jądra 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 znowu. Manta robi to samo: tylko że z skałą, a bardzo powoli.

Te prądy konwekcyjne przetaczają płytki 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 ma miejsce tam, gdzie płyty spotykają się: na ich granicach. Są trzy rodzaje:

Granice rozdzielające: płyty poruszają się oddalone. Magma wychodzi z mantei, aby wypełnić przestrzeń, tworząc nową skórę. Przecina Ridge Mid-Atlantic, biegnący wzdłuż środkowej części Oceanu Atlantyckiego. Islandia znajduje się dokładnie na jego szczycie: można stanąć na granicy między Płytą Północnoamerykańską a Eurazjatycką.

Granice zderzające: płyty poruszają się w stronę siebie. Gdy oceaniczna płyta napotka lądową, gęstsza płyta oceaniczna zanurza się w procesie zwanym subducją. Gdy dwa kontynenty zderzają się, żadna z nich się 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 Północnoamerykańska przesuwają się obok siebie. Powoduje to częste trzęsienia ziemi.

Rozrost Gór

Himality: Zderzenie w powolnym tempie

O 50 milionów lat temu, Płyta Indyjska: która była kierowana na północ z geologicznie szybkim tempem: uderzyła w Płytę Eurazjatycką.

Nie można było żadnej płyty zanurzyć pod drugą, ponieważ obie były pokryte lądem: grube, pływalne i zbyt lekkie, aby zatopić się.

Więc skórę zagięto, zagięto i wypchnięto 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 wpycha się w Azję o około 1 centymetr na rok, a Himality nadal rosną.

Pierścień Ognia

Gdzie Strach się Rodzi

Jeśli nakreskasz każdy znaczący wstrząs i wybuch wulkaniczny na mapie, wzór natychmiast wyrasta: skupiają się one wzdłuż granic płyt.

Najbardziej dramatyczny przykład to Pierścień Ognia: pierścieniowaty pas wokół Oceanu Spokojonego, gdzie Płyta Pacyficzna spotyka się z kilkoma innymi płytami. Około 75% aktywnych wulkanów na świecie i 90% wstrząsów na świecie występuje wzdłuż Pierścienia Ognia.

Nie jest to przypadek. Wstrząsy występują, 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 stała wznosi się.

Skala Richtera mierzy wielkość wstrząsu: wydzielaną energię. Każde całkowite zwiększenie oznacza około 32 razy więcej energii. Wstrząs o magnitudzie 7 wydziela około 1000 razy więcej energii niż wstrząs o magnitudzie 5.

Dlaczego Granice?

Połączenie kroków

Wewnętrzna część płyty tektonicznej jest stosunkowo stabilna. Skal jest twarda, płytę poruszają jako jedno tło, a nie ma powodu, aby skorupa pęknąć lub topnieć.

Ale na granicach płyty ścierają się, oddzielają się lub zderzają. To jest tam, 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 przesuwania kontynentów w 1912 roku, ale nie mógł wyjaśnić mechanizmu. Współczesne dowody potwierdziły go wielokrotnie:

Rozpraszanie fosyl: takie same fosylę Mesosaurus (jaz wynurkowy) znajduje 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 pasują do Gór Appalachów na wschodnim wybrzeżu Stanów Zjednoczonych, gdy kontynenty zostaną przesunięte. Te same skały, tej samej wieku, tej samej formacji: rozdzielone przez ocean.

Ślady lodowcowe: starożytne ślady lodowcowe znalezione w Afryce, Indiach, Ameryce Południowej i Australii wszystkie wskazują na jeden lodowiec ośrodka w Antarktydzie: dokładnie tam, gdzie kontynenty te byłyby w Pangaei.

Pomiary GPS: dziś możemy bezpośrednio pomiara ruchu płyt za pomocą satelit GPS. Europa od Ameryki Północnej oddala się o około 2,5 cm na rok. Możemy obserwować to w czasie rzeczywistym.

Przyszła Ziemia

Któja jesteśmy Kierowani?

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

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

Ocean Atlantycki zaczną się zamykać. Afryka połączy się z Europą. Australia zacumie na północ w południowo-wschodniej Azji.

To już się zdarzyło. Pangaea nie była pierwszym superkontynentem: było ich kilka, sięgających miliardów lat wstecz. Cykl rozdzielania i związania trwa 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: prące cieki powodują ruch płyt; granice płyt wywołują trzęsienia ziemi, wulkaniczne działania, góry; dowody są zapisane w skamieniałościach, skałach i danych z GPS.

Alfred Wegener zobaczył kawałki puzzli wieków temu. Potrzeba świata kilku dekad, żeby dołączyć. Dziś teoria płyt tektonicznych jest jednym z najpotężniejszych ramion w całej naukach: wyjaśnia wszystko od tego, dlaczego Japonia ma trzęsienia ziemi, do tego, dlaczego możesz znaleźć muszele na szczytach gór.