Det är hur berg bildas, vulkaner får utbrott och kontinenter glider isär. Så, vad får de tektoniska plattorna att röra sig ? Upptäck ursprunget till teorin om kontinentaldrift och hur forskare förklarar dessa geologiska fenomen.
Innehåll
Redan 1911 forskade en tysk meteorolog och geofysiker vid namn Alfred Wegener på ett universitetsbibliotek, när han hittade en vetenskaplig artikel som listade gamla fossiler av identiska växter och djur som hade hittats på båda sidor om Atlanten.
Detta fick Wegener att tänka på hur samma organismer kunde ha utvecklats på två platser som var åtskilda av tusentals miles av vatten.
Vissa forskare trodde att landbroar en gång hade funnits mellan dessa platser. Men Wegener tittade på kartor över kustlinjerna i Afrika och Sydamerika och kom på en annan idé. Tänk om dessa kontinenter en gång hade sammanfogats och sedan flyttats isär, som en del av en process som fortfarande pågick?
Från den inspirationen kom Wegener med sin teori om kontinentaldrift, som vid den tiden allmänt hånades som löjlig.
På 1950- och 1960-talen hade forskare dock kommit till att tro att Wegener kan ha varit inne på något, och att delar av jordskorpan långsamt rör sig - en process som inte bara förklarar många av planetens egenskaper, utan också kan hjälpa till att göra liv på jorden möjligt.
Plattektonik är teorin om att jordskorpan och den övre manteln är sammansatta av många större och mindre plattor som passar tätt ihop men är i kontinuerlig rörelse och rör sig ibland mot varandra och andra gånger isär.
Rörelsen av plattor är känd som plattrörelse eller tektonisk förskjutning, och det har pågått under en lång, lång tid. En studie av forskare från Johns Hopkins University, publicerad i augusti 2019, i den vetenskapliga tidskriften Nature, drar slutsatsen att plattektoniken började för cirka 2,5 miljarder år sedan och har utvecklats gradvis sedan dess.
"Jorden är en storskalig värmemotor", förklarar Ray Russo, docent i geologi vid University of Florida och expert på plattektonik, via e-post.
"Värme som blir över från planettillväxt, från gravitationskompression och från radioaktivt sönderfall fångas i jordens inre. Eftersom värme strömmar från varma till kalla regioner tenderar jordens inre värme att strömma mot dess kalla yta. Det mest effektiva sättet för detta värme för att komma från det djupa inre till jordens yta är genom konvektion Så i stor skala stiger hett mantelmaterial och ersätter kallt mantelmaterial som har utvecklats på jordens yta.
"Det kalla materialet är i grunden jordens stela plattor," fortsätter Russo. "Dessa plattor blir täta när de svalnar och så småningom blir de tillräckligt täta för att sjunka ner i manteln, kyler planeten och rör om manteln på en global skala. I ett nötskal, det är plattektonik."
Hur får all denna värmeenergi att hela plattor rör sig? En teori är slab pull. När täta oceaniska plattor sjunker under mindre täta kontinentalplattor, drar de resten av plattan med sig, i ett fenomen som kallas slab pull.
Plattorna rör sig riktigt, riktigt långsamt – medelhastigheten är 0,6 tum (1,5 centimeter) per år, även om forskare har olika åsikter om huruvida rörelsen saktar ner eller ökar.
Plattorna samverkar längs sina gränser på tre olika sätt.
Där två plattor rör sig bort från varandra finns en divergerande gräns, en zon där jordbävningar är vanliga och het magma, eller smält sten, stiger upp från manteln till ytan för att bilda ny skorpa.
Omvänt, på platser där två plattor möts, uppstår en konvergent gräns. Slaget från plattorna på dessa ställen kan få kanterna att bucklas och trycka upp för att bilda en bergskedja, eller böjas för att skapa ett djupt dike i havsbotten.
Kedjor av vulkaner bildas ofta parallellt med gränserna. Konvergenta gränser skapar kontinental skorpa men förstör skorpan som är en del av havsbotten.
I en transformeringsplattas gräns glider två plattor förbi varandra. Skorpan längs en transformeringsplattas gräns kommer att vara sprucken och bruten, men till skillnad från de andra två typerna av gränser kommer den inte att skapa någon ny skorpa. Jordbävningar är vanliga längs dessa förkastningar.
Som Russo förklarar påverkar plattektoniken djupt hela vår planet och alla dess naturliga processer. En stor anledning är att plattornas rörelse orsakar bildandet av vulkaner - i grund och botten brott i jordskorpan som fungerar som ventiler för värme och lava - och deras utbrott återuppstår ständigt i havsbassängerna som står för 72 procent av jordens yta.
Lika viktigt är att vulkanisk aktivitet förknippad med tektonisk plattrörelse gör att lättare, mindre täta mineraler separeras från de tyngre, tätare i jordens mantel. "Ansamlingen av dessa lätta mineraler resulterar i utvecklingen och tillväxten av kontinenter som vi lever på", säger Russo.
Tektoniska plattrörelser har också bidragit till att skapa, på många sätt, de förhållanden som gör livet på jorden möjligt. Det leder till exempel till växelverkan mellan heta vulkaniska bergarter och vatten i havet, och urlakning av joner från dessa bergarter är det som styr havens salthalt.
"Livet utvecklades i haven, i närvaro av detta jonrika vatten, och människor, till exempel, har blodsalthalt som motsvarar salthalten i havsvatten som en direkt konsekvens", säger Russo.
Dessutom har vulkanisk aktivitet utlöst av plattektonik också hjälpt till att skapa den bördiga jord som gör att växter kan växa och producera både mat och syre som upprätthåller människor och stora djurliv, noterar han.
Genom att omorganisera konfigurationen av kontinenterna och havsbassängerna påverkar plattektoniken också planetens klimat. "Till exempel försörjer havsbassängernas nuvarande former kontinuerligt varma ekvatorialvatten till polarområden, vilket hindrar planeten från att utveckla mycket stora yttertemperaturer mellan ekvatorn och polerna", säger Russo.
Bergen som bildas av tektonik är också bland planetens viktigaste koldioxidsänkor, och hjälper till att dra ner atmosfärisk C02 nivåer genom att bilda nya mineraler. Den processen ökar och minskar som svar på förändringar i temperatur, vilket gör att bergen kan fungera som gigantiska termostater.
Den gradvisa förskjutningen av de kontinentala massorna har också spelat en viktig roll i den biologiska evolutionen. "Art – utvecklingen av nya arter – uppstår när en enda grupp av växter eller djur delas upp i två grupper som inte längre är i reproduktiv kontakt, vilket till exempel ofta händer när en superkontinent bryts upp och nya havsbassänger bildas mellan dess kontinentala fragment", förklarar Russo.
Allt detta kan få Alfred Wegener – som dog 1930, när han gick vilse i en snöstorm under en expedition på Grönland – att äntligen känna sig berättigad.
Nu är det intressantMedan Venus och Mars har heta interiörer och deras ytor visar tecken på nyligen deformation, är jorden den enda planeten i solsystemet vars yta är uppdelad i plattor. Merkurius, den andra steniga planeten, är inte längre geologiskt aktiv.
