
從最深的海溝到最高的山,板塊構造解釋了現在和過去的地球表面的特徵和運動。
板塊構造理論是從1950年代到1970年代發展的。這是現代更新大陸漂移這是科學家阿爾弗雷德·韋格納(Alfred Wegener)在1912年首次提出的想法,隨著時間的流逝,地球大陸在整個地球上都“漂移”。 Wegener對大洲如何在地球上移動,但研究人員現在沒有解釋:板塊構造。
現在,我們認為地球的外殼被分為固體岩石的大平板,稱為“板”,它滑過地球的地幔,地球上的岩石中層上方是地球核心上方的中間層。地球的固體外層(包括地殼和最上層)稱為岩石圈。它之間36和87英里(60和140公里)厚,《 2023年科學雜誌》的一項研究表明。岩石圈的下方是軟圈 - 粘性層可通過深處的熱量延伸地球。它潤滑了地球構造板的底面,從而使岩石圈移動。
尼古拉斯·範·德爾斯特(Nicholas van der Elst)是哥倫比亞大學拉蒙特·霍蒂(Lamont-Doherty)地球天文台的地震學家,紐約帕利塞德(Palisades),認為板塊構造是“地質統一理論”。
范德爾·埃爾斯特(Van der Elst)告訴《現場科學》:“在板塊構造之前,人們不得不提出對該地區特定地區獨有的地質特徵的解釋。” “板塊構造統一了所有這些描述,並說您應該能夠描述所有地質特徵,就好像是由這些構造板的相對運動所驅動的。”
板塊構造的工作方式
板塊構造背後的驅動力是地幔中的對流。地球核心附近的熱材料升起,地幔岩石下沉。 Van der Elst說:“這有點像在爐子上沸騰的鍋。”
同時,地質學家認為這款搖滾地幔上方的盤子是碰碰車。他們反复碰撞,粘在一起,然後撕開。地質學家將部分相遇並分裂為板邊界的地方。他們認為他們像棒球上的接縫一樣在地球上纏繞。
板邊界相遇的三種方式,每個板邊界都觸發了獨特的地質特徵。
板碰撞的地方發生收斂邊界。這些盤子相遇的地方,地殼會崩潰並扣成山脈。例如,印度和亞洲大約在5500萬年前聚集在一起,創建了喜馬拉雅山。隨著混搭的繼續,這些山脈的增長越來越高。地質學家發現,瑞士阿爾卑斯山的提升速度比通過侵蝕降低的速度更快,因此每年都在增長。地球科學評論。但是,當山的質量變得太大而無法抵抗重力時,它將不再成長。侵蝕也通過降落山來阻礙增長,但由於山脈可以以相對較快的速度生長,因此侵蝕通常不會獲勝。夏威夷大學馬諾亞大學。
但是融合的盤子並不總是向上碰撞。有時,海板(由濃密的岩石比大陸殼製成)與大陸板碰撞,在這種情況下,一個板塊“俯衝”或在另一盤下面潛水。然後,它下降到地球的地幔中,地殼下面的層,在地幔的熱岩漿中融化,並在火山噴發中噴出。沿著許多壯觀的火山發現俯衝帶,例如“火環“圍繞太平洋。
當兩個海洋板匯聚時,形成了一個深溝,例如瑪麗安娜·塔奇(Mariana Trench)在北太平洋,據信是地球上最深的一點。這些類型的碰撞也可能導致水下火山。
顧名思義,邊界是構造邊界,其中板“散開”或拉扯。這項動議在陸地上產生了巨大的谷,例如東非裂谷。在海洋中,同一過程創造了中山脊。地球地幔中的熱岩漿在這些山脊上升起,形成了新的海角並將盤子拆開。在某些情況下,水下山和火山可以沿著這條接縫升起。例如,中大西洋山脊直接通過冰島奔跑。
板邊界的最終類型,即變形邊界,板相對於彼此側向移動。板邊界的滑動運動觸發了許多地震。加利福尼亞的聖安德烈亞斯故障在北美和太平洋構造板上用大多水平運動互相磨碎的地方,是變換邊界的一個著名例子。
構造板以每年1至2英寸(3至5厘米)的速度移動,根據國家地理。那速度和指甲長得很快!
那裡有幾盤?
因為地球是球形的,所以將其構造或岩石圈板骨折成數十個彎曲的切片。 (想像一下它就像破裂的蛋殼。)每個盤子的大小從數百到數千公里不等。美國地質服務(USGS),根據其大小,被歸類為“主要”,“次要”或“微型”。
大多數地質學家都同意有12至14個主要構造板覆蓋了地球的大部分錶面。其中包括北美,太平洋,歐亞,非洲,印度澳大利亞,南美和南極構造板塊。但是,根據2012年的一篇文章自然,在過去的幾十年中,地震有證據表明,印度 - 澳大利亞板塊在過去一千萬年內破裂,創造了一個獨立的印度盤子和澳大利亞板塊。
不管新的分裂是否算作邊界,太平洋板仍然是所有構造板中最大的。它的尺寸為39,768,522平方英里(103,000,000平方公里),並隱藏在海洋下方。
地球的次要板塊包括阿拉伯板,加勒比板,可可板,納斯卡板,菲律賓板,斯科舍省板塊等。全世界也有許多較小的盤子。
板塊構造何時開始?
據估計地球是45.4億年,在俯衝帶上不斷回收海洋殼。這意味著最古老的海底仍然只有約3.4億年。最古老的海岩是在西北太平洋和地中海東部。大陸殼的碎片年齡較大,大塊至少有38億年的格陵蘭島,而較小的大陸地殼可以追溯到周圍44億年前在澳大利亞發現。
由於岩石和化石留下了線索,地球科學家可以重建地球大陸的過去歷史。科學家不同意何時首次啟動板塊構造:一些地質學家認為該過程早在7億年前就出現了,其他人則建議32億年前,雖然還有其他人認為盤子開始移動超過40億年前,不久之後地球形成。
Van der Elst說:“我們真的不知道板塊構造何時開始,但我們確實知道,我們的大陸殼很可能被刮掉了38億年的俯衝板(俯衝帶中的構造板)。” “我們可以猜到這意味著板塊構造正在運行,但看起來與今天有很大不同。”
當大洲爭吵地球時,他們偶爾聚在一起形成巨人超強或一個單一的陸地。最早的大型超強之一,稱為羅迪尼亞(Rodinia),在9億年前集會。它的分手與稱為雪球地球的全球冰川化有關。
最近的超大陸被稱為PAG大約3億年前成立。非洲,南美,北美和歐洲緊密地結合在一起,留下了一種特有的化石和岩石模式,供地質學家破譯,一旦Pangea破裂。從化石到沿著大西洋的匹配海岸線留下的拼圖碎片,提供了第一批暗示地球大陸移動的暗示。
板塊構造圖
其他資源
- 深入研究板構造USGS在線手冊。
- 手錶“我們怎麼知道板塊構造是真實的?”,由PBS提供,可以成為聰明的YouTube頻道。
- 建模板構造的過程在美國太空和火箭中心使用Graham Crackers!