
从最深的海沟到最高的山,板块构造解释了现在和过去的地球表面的特征和运动。
板块构造理论是从1950年代到1970年代发展的。这是现代更新大陆漂移这是科学家阿尔弗雷德·韦格纳(Alfred Wegener)在1912年首次提出的想法,随着时间的流逝,地球大陆在整个地球上都“漂移”。 Wegener对大洲如何在地球上移动,但研究人员现在没有解释:板块构造。
现在,我们认为地球的外壳被分为固体岩石的大平板,称为“板”,它滑过地球的地幔,地球上的岩石中层上方是地球核心上方的中间层。地球的固体外层(包括地壳和最上层)称为岩石圈。它之间36和87英里(60和140公里)厚,《 2023年科学杂志》的一项研究表明。岩石圈的下方是软圈 - 粘性层可通过深处的热量延伸地球。它润滑了地球构造板的底面,从而使岩石圈移动。
尼古拉斯·范·德尔斯特(Nicholas van der Elst)是哥伦比亚大学拉蒙特·霍蒂(Lamont-Doherty)地球天文台的地震学家,纽约帕利塞德(Palisades),认为板块构造是“地质统一理论”。
范德尔·埃尔斯特(Van der Elst)告诉《现场科学》:“在板块构造之前,人们不得不提出对该地区特定地区独有的地质特征的解释。” “板块构造统一了所有这些描述,并说您应该能够描述所有地质特征,就好像是由这些构造板的相对运动所驱动的。”
板块构造的工作方式
板块构造背后的驱动力是地幔中的对流。地球核心附近的热材料升起,地幔岩石下沉。 Van der Elst说:“这有点像在炉子上沸腾的锅。”
同时,地质学家认为这款摇滚地幔上方的盘子是碰碰车。他们反复碰撞,粘在一起,然后撕开。地质学家将部分相遇并分裂为板边界的地方。他们认为他们像棒球上的接缝一样在地球上缠绕。
板边界相遇的三种方式,每个板边界都触发了独特的地质特征。
板碰撞的地方发生收敛边界。这些盘子相遇的地方,地壳会崩溃并扣成山脉。例如,印度和亚洲大约在5500万年前聚集在一起,创建了喜马拉雅山。随着混搭的继续,这些山脉的增长越来越高。地质学家发现,瑞士阿尔卑斯山的提升速度比通过侵蚀降低的速度更快,因此每年都在增长。地球科学评论。但是,当山的质量变得太大而无法抵抗重力时,它将不再成长。侵蚀也通过降落山来阻碍增长,但由于山脉可以以相对较快的速度生长,因此侵蚀通常不会获胜。夏威夷大学马诺亚大学。
但是融合的盘子并不总是向上碰撞。有时,海板(由浓密的岩石比大陆壳制成)与大陆板碰撞,在这种情况下,一个板块“俯冲”或在另一盘下面潜水。然后,它下降到地球的地幔中,地壳下面的层,在地幔的热岩浆中融化,并在火山喷发中喷出。沿着许多壮观的火山发现俯冲带,例如“火环“围绕太平洋。
当两个海洋板汇聚时,形成了一个深沟,例如玛丽安娜·塔奇(Mariana Trench)在北太平洋,据信是地球上最深的一点。这些类型的碰撞也可能导致水下火山。
顾名思义,边界是构造边界,其中板“散开”或拉扯。这项动议在陆地上产生了巨大的谷,例如东非裂谷。在海洋中,同一过程创造了中山脊。地球地幔中的热岩浆在这些山脊上升起,形成了新的海角并将盘子拆开。在某些情况下,水下山和火山可以沿着这条接缝升起。例如,中大西洋山脊直接通过冰岛奔跑。
板边界的最终类型,即变形边界,板相对于彼此侧向移动。板边界的滑动运动触发了许多地震。加利福尼亚的圣安德烈亚斯故障在北美和太平洋构造板上用大多水平运动互相磨碎的地方,是变换边界的一个著名例子。
构造板以每年1至2英寸(3至5厘米)的速度移动,根据国家地理。那速度和指甲长得很快!
那里有几盘?
因为地球是球形的,所以将其构造或岩石圈板骨折成数十个弯曲的切片。 (想象一下它就像破裂的蛋壳。)每个盘子的大小从数百到数千公里不等。美国地质服务(USGS),根据其大小,被归类为“主要”,“次要”或“微型”。
大多数地质学家都同意有12至14个主要构造板覆盖了地球的大部分表面。其中包括北美,太平洋,欧亚,非洲,印度澳大利亚,南美和南极构造板块。但是,根据2012年的一篇文章自然,在过去的几十年中,地震有证据表明,印度 - 澳大利亚板块在过去一千万年内破裂,创造了一个独立的印度盘子和澳大利亚板块。
不管新的分裂是否算作边界,太平洋板仍然是所有构造板中最大的。它的尺寸为39,768,522平方英里(103,000,000平方公里),并隐藏在海洋下方。
地球的次要板块包括阿拉伯板,加勒比板,可可板,纳斯卡板,菲律宾板,斯科舍省板块等。全世界也有许多较小的盘子。
板块构造何时开始?
据估计地球是45.4亿年,在俯冲带上不断回收海洋壳。这意味着最古老的海底仍然只有约3.4亿年。最古老的海岩是在西北太平洋和地中海东部。大陆壳的碎片年龄较大,大块至少有38亿年的格陵兰岛,而较小的大陆地壳可以追溯到周围44亿年前在澳大利亚发现。
由于岩石和化石留下了线索,地球科学家可以重建地球大陆的过去历史。科学家不同意何时首次开火的板块构造:一些地质学家认为该过程早在7亿年前就出现了,其他人则建议32亿年前,虽然还有其他人认为盘子开始移动超过40亿年前,不久之后地球形成。
Van der Elst说:“我们真的不知道板块构造何时开始,但我们确实知道,我们的大陆壳很可能被刮掉了38亿年的俯冲板(俯冲带中的构造板)。” “我们可以猜到这意味着板块构造正在运行,但看起来与今天有很大不同。”
当大洲争吵地球时,他们偶尔聚在一起形成巨人超强或一个单一的陆地。最早的大型超强之一,称为罗迪尼亚(Rodinia),在9亿年前集会。它的分手与称为雪球地球的全球冰川化有关。
最近的超大陆被称为PAG大约3亿年前成立。非洲,南美,北美和欧洲紧密地结合在一起,留下了一种特有的化石和岩石模式,供地质学家破译,一旦Pangea破裂。从化石到沿着大西洋的匹配海岸线留下的拼图碎片,提供了第一批暗示地球大陆移动的暗示。
板块构造图
其他资源
- 深入研究板构造USGS在线手册。
- 手表“我们怎么知道板块构造是真实的?”,由PBS提供,可以成为聪明的YouTube频道。
- 建模板构造的过程在美国太空和火箭中心使用Graham Crackers!