Konveksjonstrømmer: Definisjon, studier og kopier

Konveksjonstrømmene er den kontinuerlige bevegelsen som de jordiske plater utfører hele tiden. Selv om de pleier å forekomme i stor skala, er det studier som viser at det også er i mindre skala.

Jordens jord er dannet av en kjerne, mantelen og jordskorpen. Mantelen er laget som vi finner mellom kjernen og skorpen. Dybden av dette varierer, avhengig av planetpunktet som vi er, kan strekke seg fra en dybde på 30 km fra overflaten, opp til 2900 km.

Mantelen skiller seg fra kjernen og skorpen fordi den har en mekanisk oppførsel. Den er dannet av et fast, viskøst materiale. Det er i en viskøs tilstand på grunn av det høye trykket som det blir utsatt for.

Temperaturen på mantelen kan oscillere mellom 600 ºC, til det når 3.500 ºC. Den har kaldere temperaturer jo nærmere det er til overflaten og høyere temperaturer jo nærmere er det til kjernen.

Vi kan skille mantelen i to deler, den øvre og nedre. Den nedre mantelen flyter fra diskontinuiteten til Mohorovičić til en dybde på ca 650 km.

Denne diskontinuiteten, ofte kjent som Moho, ligger i en gjennomsnittlig dybde på 35 km, bare 10 km under havbunnen. Den nedre mantelen ville være delen mellom 650 km dybden, til grensen med den indre kjerne av planeten.

På grunn av den termiske forskjellen mellom kjernen og jordskorpen blir konvektive strømmer produsert gjennom hele mantelen.

Konveksjonsstrømmer: Opprinnelsen til hypotesene

I år 1915 postulerte en hypotese utviklet av Alfred Wegener bevegelsen av de kontinentale massene. Wegener sa at kontinentene beveget seg på havbunnen, selv om han ikke visste hvordan han kunne bevise det.

I 1929 skrev Arthur Holmes, en velkjent britisk geolog, hypotesen om at under jordskorpen kunne vi finne et teppe av smeltet stein, noe som førte til strømmer av lavakonveksjon som hadde kraft til å bevege de tektoniske platene og dermed kontinenter.

Selv om teorien var sammenhengende, ble det ikke akseptert før 1960-tallet at teoriene om plate-tektonikk begynte å utvikle seg.

I disse formuleringene ble det opprettholdt at de jordiske platene flyttet på grunn av jordens konveksjonskrefter, forårsaker støt, som er ansvarlige for å forme overflaten av jorden.

Hva er de da da?

Konveksjonstrømmer er strømmen av materialer som forekommer i jordens mantel ved hjelp av tyngdekraften.

Disse strømmene er ansvarlige for å flytte ikke bare kontinenter, som Wegener postulerte, men alle litosfæriske plater som ligger over mantelen.

Disse strømmene er produsert av forskjeller i temperatur og tetthet. Hjulpet av tyngdekraften de gjør de varmere materialene stige i retning av overflaten, siden de er mindre tunge.

Dette betyr derfor at de kaldere materialene er tettere og tyngre, så de går ned mot jordens kjerne.

Som vi nevnte tidligere, er mantelen laget av faste materialer, men oppfører seg som om det var et viskøst materiale som deformerer og strekker seg, noe som beveger seg uten å bryte. Det oppfører seg på denne måten på grunn av de høye temperaturene og det store presset som disse materialene blir utsatt for.

I området nær jordens kjerne kan temperaturen nå 3.500 ° C, og bergarter som finnes i den delen av mantelen kan smelte.

Når de faste materialene smelter, mister de tetthet, slik at de blir lettere og stiger opp til overflaten. Trykket av de faste materialene som har over, gjør at de prøver å synke av vekten, slik at utgangen av de varmere materialene mot overflaten.

Disse strømmen av materialer med stigende form, er kjent som fjær eller termisk plumes.

Materialene som kommer til litosfæren kan gå gjennom det, og det er det som danner fragmenteringen av kontinentene.

Den oceaniske litosfæren har en temperatur som er mye lavere enn mantelen, så store kuldestykker synker inn i mantelen og forårsaker nedadgående strømmer. Disse nedadgående strømmen kan flytte biter av kald, oceanisk litosfære til nærområdet av kjernen.

Disse produserte strømmer, enten de er stigende eller nedadgående, virker som en vals, som lager konveksjonsceller, noe som forklarer bevegelsen av jordskorpenes tektoniske plater.

Kritikk av disse teoriene

Nye studier har endret teorien om konveksjonsceller litt. Hvis denne teorien var sant, burde alle platene som utgjør jordoverflaten ha en konveksjonscelle.

Imidlertid er det plater som er så store at en enkelt konveksjonscelle burde ha en stor diameter og stor dybde. Dette vil føre til at noen av cellene kommer til dybden av kjernen.

For disse siste undersøkelsene har det kommet til ideen om at det er to separate konvektive systemer, dette er grunnen til at jorden har opprettholdt varmen i så lang tid.

Studier av seismiske bølger har gitt oss mulighet til å få data om jordens indre temperatur og realiseringen av et varmekart.

Disse dataene som er oppnådd ved seismisk aktivitet, støtter teorien om at det skiller seg mellom to typer konveksjonsceller, noe nærmere jordskorpen og andre nærmere kjerne.

Disse studiene antyder også at bevegelsene til de tektoniske platene ikke bare skyldes konveksjonsceller, men tyngdekraften bidrar til å skyve de innerste delene mot overflaten.

Når platen strekkes av konveksjonens krefter, utøver tyngdekraften press på det og til slutt bryter.