Hoş Geldiniz
Ayağınızın altındaki zemin katı görünüyor. Kalıcı. Hareketsiz.
Bunların hiçbiri değil.
Şu anda bunu okurken, oturduğunuz zemin hareket ediyor — yavaşça, kararlılıkla, tırnaklarınızın büyüme hızında.
Milyonlarca yıl boyunca, bu yavaş hareket kıtaları ayırmış, Dünya'daki en yüksek dağları inşa etmiş ve şehirleri yok eden depremleri tetiklemiştir.
Bugün tüm bunları çalıştıran motoru anlayacağız.
Garip Bir Gözlem
Hiç Kimse Tarafından İnanılmayan Adam
1912'de, Alfred Wegener adlı bir Alman meteorolog garip bir şeyi fark etti: Güney Amerika'nın doğu kıyısı ve Afrika'nın batı kıyısı bulmaca parçaları gibi birbirine uyuyor.
Tüm kıtaların bir zamanlar kendisinin Pangaea (Yunancada 'tüm topraklar' anlamında) olarak adlandırdığı tek bir süperkıtada birleştiğini ve yavaşça ayrıldığını öne sürdü.
Bilim insanları ona gülüp geçtiler. Tüm kıtaları hareket ettirecek kadar güçlü bir kuvveti hayal edemediler. Wegener, 1930'da Grönland'a yaptığı bir keşif sırasında öldü ve fikrini kabul edildiğini hiç göremedi.
Dünya Wegener'in haklı olduğunu anlamak için 30 yıl daha ve okyanus tabanını eşleyen yeni teknoloji beklemek zorunda kaldı.
Dünya'nın İçinde Ne Var?
Katmanları Geri Soyma
Dünya'yı ikiye bölseydiniz, dört ana katmanı görecektiniz:
Kabuk — en dıştaki katman. İnce — orantılı olarak bir elmanın kabuğundan daha incedir. Okyanus kabuğu sadece yaklaşık 7 km kalınlığındadır. Kıtasal kabuk ortalama 35 km'dir. Çok fazla gibi görünebilir ama Dünya 12.742 km çapındadır.
Manto — kabuğun altında, yaklaşık 2.900 km kalınlığında. Sıcak, yoğun kayaçtan yapılmıştır. Üst manto kısmen ergemiştir ve çok yavaş akar — sobada ısıtılan kalın bal gibi. Bu akan katmana astenosphere denir.
Dış çekirdek — sıvı demir ve nikel katmanı, yaklaşık 2.200 km kalınlığında. O kadar sıcaktır (4.500–5.500°C) ki metal ergemiştir. Bu akan metal Dünya'nın manyetik alanını oluşturur.
İç çekirdek — merkezin tam ortasında, yaklaşık 1.220 km yarıçapında katı bir demir ve nikel topu. Dünya'nın en sıcak kısmıdır — 5.400°C üzeri, Güneş'in yüzeyinden daha sıcaktır.
Kırılmış Kabuk
Çatlamış Bir Yumurta Kabuğu
Dünya'nın kabuğu tek bir sürekli kabuk değildir. Çatlamış bir yumurta kabuğu gibi birbirine uyan yaklaşık 15 ana tektonik plaka (ve birçok daha küçük olanı) içine bölünmüştür.
Bu plakalar ince değildir — kabuğu ve mantının en üst kısmını içerir, birlikte lithosferi olarak adlandırılır. Lithosferi katı, 70–150 km kalınlığındadır ve onun altında daha yumuşak, kısmen ergemiş astenosphere üzerinde yüzer.
Bazı plakalar kıtaları taşır (kıtasal plakalar). Bazıları okyanus tabanını taşır (okyanus plakası). Çoğu her ikisini de taşır.
En büyük plaka Pasifik Plakası'dır, bu neredeyse tamamen okyanus plakasıdır. Muhtemelen Kuzey Amerika Plakası üzerinde oturuyorsunuz; bu, Orta Atlantik Sırtından ABD'nin batı kıyısına kadar uzanır.
Onları Ne Hareket Ettirir?
Konveksiyon: Motor
Mantının derinliklerinde, çekirdeğin yakınındaki kayaç inanılmaz derecede sıcaktır. Sıcak kayaç daha az yoğun olduğu için yükselir. Yüzeye yaklaştıkça soğur, daha yoğun hale gelir ve geri iner. Bu, konveksiyon akımı olarak adlandırılan yavaş, dairesel bir akış oluşturur.
Sobada ısıtılan bir su potasını düşünün: alttaki su ısınır, yükselir, yüzeyde soğur ve tekrar iner. Manto da aynı şeyi yapar — ancak kayaçla ve inanılmaz derecede yavaşça.
Bu konveksiyon akımları, tektonik plakalar yavaşça hareket eden bir konveyör bandında yüzen nesneler gibi sürükler.
Süreç yavaştır — plakalar yılda 2 ile 15 santimetre arasında hareket eder — ancak milyonlarca yıl boyunca gezegenin tüm yüzeyini yeniden şekillendirir.
Üç Tür Sınır
Plakalarının Buluştuğu Yer
Dünya'daki en dramatik jeoloji plakların buluştuğu yerde — kendi sınırlarında meydana gelir. Üç tür vardır:
Iraksak sınırları — plakalar ayrılır. Magma manto'dan boşluğu doldurmak için yükselir ve yeni kabuk oluşturur. Orta Atlantik Sırtı Atlantik Okyanusu'nun ortasında inen bir ıraksak sınırıdır. İzlanda tam üzerinde oturmaktadır — Kuzey Amerika Plakası ile Avrasya Plakası arasındaki sınırda kelimenin tam anlamıyla durabilirsiniz.
Yakınsak sınırları — plakalar birbirlerine doğru hareket eder. Okyanus plakası kıtasal plakaya rastladığında, daha yoğun okyanus plakası batma adı verilen bir işlemde altına dalar. İki kıtasal plaka çarpıştığında, hiçbiri batmaz — dağ sıraları halinde yukarı doğru kırışırlar. Himalayalar bu şekilde oluşmuştur, burada Hindistan Plakası Avrasya Plakasına çarpmıştır.
Dönüşüm sınırları — plakalar birbirinin yanından yatay olarak kayar. Kaliforniya'daki San Andreas Fayı, Pasifik Plakası ve Kuzey Amerika Plakası'nın birbirini dönerken hareket ettiği bir dönüşüm sınırıdır. Bu sık depremleri üretir.
Büyüyen Dağlar
Himalayalar: Ağır Çekimde Bir Çarpışma
Yaklaşık 50 milyon yıl önce, jeolojik açıdan hızlı bir hızda kuzeye doğru koşan Hindistan Plakası Avrasya Plakasına çarptı.
Hiçbir plaka diğerinin altına batamadı çünkü her ikisi de kıtasal kabuktu — kalın, yüksek, batmak için çok hafif.
Bu nedenle kabuk kırışmış, katlanmış ve yukarı itilmiştir. Çarpışma, Mount Everest de dahil olmak üzere Himalayaları oluşturmuştur — Dünya'nın en yüksek noktası 8.849 metredir.
Ve çarpışma bitmedi. Hindistan Plakası hala Asya'ya yaklaşık 1 santimetre per yıl itmeye devam ediyor ve Himalayalar hala büyüyor.
Ateş Halkası
Felaketin Nerede Vuracağı
Harita üzerinde her ana depremi ve yanardağ patlamasını çizerseniz, bir desen hemen ortaya çıkar: plaka sınırları boyunca toplanırlar.
En dramatik örnek, Pasifik Plakası'nın diğer birkaç plakaya karşılaştığı Pasifik Okyanusu etrafındaki at nalı şeklinde bir kemer olan Ateş Halkası'dır. Dünyada etkin yanardağların %75'i ve dünyadaki depremlerin %90'ı Ateş Halkası boyunca meydana gelir.
Bu tesadüf değildir. Depremler plakalar birbirinin yanından aniden kayıyor ve birikmiş stres serbest bıraktığında meydana gelir. Yanardağlar magmanın yüzeye giden yolu bulduğu yerde — genellikle batma bölgelerinde, batma plakaları eriyip erimiş kayaç yükselir.
Richter Ölçeği deprem büyüklüğünü — serbest bırakılan enerjisini ölçer. Her tam sayı artışı yaklaşık 32 kat daha fazla enerji temsil eder. 7.0 büyüklüğündeki deprem 5.0 büyüklüğündeki depremi yaklaşık 1000 kat daha fazla enerji serbest bırakır.
Neden Sınırlar?
Noktaları Bağlamak
Tektonik plakanın iç kısmi nispeten istikrarlıdır. Kayaç katıdır, plaka bir birim olarak hareket eder ve kabuğun çatlaması veya erimesi için bir nedeni yoktur.
Ancak sınırlarda, plakalar döner, ayrılır veya çarpışır. Stres biriktiği, kabuk kırıldığı ve magma kaçış yolları bulduğu yerdir.
Bunu bir cam tabakası gibi düşünün: ortası güçlüdür, ancak kenarlar ve köşeler çatların oluştuğu yerdir.
Nasıl Biliyoruz?
Kanıt Her Yerde
Wegener 1912'de kıtasal hareketi öne sürdü, ancak mekanizmayı açıklayamadı. Modern kanıt ona birçok kez haklı olduğunu kanıtlamıştır:
Fosil dağılımı — Mesosaurus (tatlı su sürüngesi) aynı fosilleri hem Brezilya'da hem de Batı Afrika'da bulunur, ancak başka hiçbir yerde bulunmaz. Atlantik'in üstünde yüzememeliydi. Kıtaların birleştirilmiş olması gerekiydi.
Eşleşen kayaç türleri — İskoçya'daki dağ zincirler, kıtaları geri ittiğinizde ABD'nin doğusundaki Appalachian Dağları'yla mükemmel bir şekilde hizalanır. Aynı kayaçlar, aynı yaş, aynı oluşum — okyanus tarafından ayrılmış.
Buz çizgileri — Afrika, Hindistan, Güney Amerika ve Avustralya'da bulunan eski buz işaretleri, Antarktika'da merkezlenen tek bir buz şapkasına işaret eder — tam olarak bu kıtaların Pangaea'da olduğu yer.
GPS ölçümleri — bugün, GPS uydularını kullanarak plaka hareketini doğrudan ölçebiliriz. Kuzey Amerika Avrupa'dan yılda yaklaşık 2,5 cm uzaklaşıyor. Bunu gerçek zamanlı olarak izleyebiliriz.
Gelecekteki Dünya
Nereye Gidiyoruz?
Plakalar mevcut hızlarda hareket etmeye devam ederse, jeologlar kıtaların gelecekte nerede olacağını tahmin edebilirler.
Yaklaşık 250 milyon yıl içinde, kıtaların yeni bir süperkıtaya çarpışması bekleniyor. Bilim insanları bunu çeşitli adlar vermiştir — Pangaea Ultima, Amasia veya Novopangaea — kullandıkları modele bağlı olarak.
Atlantik Okyanusu kapanacak. Afrika Avrupa ile birleşecek. Avustralya kuzeye doğru Güneydoğu Asya'ya sürüklenecek.
Bu daha önce olmuştur. Pangaea ilk süperkıta değildi — milyarlarca yıl geriye giden birkaçı vardı. Bölünme ve yeniden birleşme döngüsü yaklaşık 400–500 milyon yıl sürer. Jeologlar buna süperkıta döngüsü adı verirler.
Ne Hatırlayacaksın?
Büyük Resim
Dünya statik değildir. Dinamik, kırılan bir gezegen — yavaşça hareket eden kayaçlar denizinde yüzen ince bir kabuk.
Her şey bağlantılı: konveksiyon akımları plaka hareketini yürütür; plaka sınırları depremler, yanardağlar ve dağlar üretir; kanıt fosiller, kayaçlar ve GPS verilerinde yazılıdır.
Alfred Wegener bir asır önce bulmaca parçalarını gördü. Dünya'nın bunu takip etmesi onlarca yıl aldı. Bugün, tektonik plakalar bilim tarihin en güçlü çerçevelerinden biridir — Japonya neden deprem yaşadığından neden dağların tepelerinde deniz kabukları bulabileceğinize kadar her şeyi açıklar.