Plattektonik översikt


Original: http://geodesy.hartrao.ac.za/site/en/resources/plate-tectonics-overview.html

KONTINENTER ADRIFT

Under 1800- och tidigt 1900-talet undersökt flera geologer idén att kontinenterna kan gått över jordens yta. De var alla inspirerade av anmärkningsvärda passform mellan Atlanten seglar utmed kusten av Afrika och Sydamerika. Hypotesen om kontinentaldrift utvecklades till stor del av den tyska Alfred L. Wegener, lektor i astronomi och meteorologi, som föreslog att jordens kontinenter samtidigt hade fått sällskap i två superkontinenterna. År 1912, Wegener gjorde förslaget att alla kontinenter var tidigare en stor kontinent, men sedan bröt isär och hade drivit igenom havsbotten till där de är nu ligger. Förutom med anfall av de två kontinenterna som redan nämnts, används Wegener också fossila distribution och lithological likhet som bevis. Wegener föddes i Berlin den 1 November 1880 det yngsta barnet av en evangelisk predikant. När han var i tonåren, hade han utvecklat ett starkt intresse för geovetenskaper. Han studerade astronomi vid universitetet i Berlin, där han tog en doktorsexamen i 1904. Wegener uppvisade en talang för att förklara komplicerade ämnen med stor lätthet. Tillsammans med styrkan av sin personlighet inspirerade klarheten av Wegeners vision stor entusiasm och lojalitet bland sina elever.

Naturligtvis, godtogs “Drift” teorin omedelbart inte av Wegeners kamrater, eftersom det är svårt i en värld av vetenskap att ändra accepterade eller etablerade doktriner eller vyer. Två andra synpunkter rådde vid denna tid. De som trodde att de kontinenter och bassänger var i princip oförändrad i sin position och relativa konfiguration eftersom de bildades kallades “Permanentists”. Andra trodde att till följd av den gradvisa minskningen av fast jorden, havet ordet blev torra land, och torra land i sin tur blev havsbotten; dessa forskare kallades “Contractionists”.

Wegener studerat fördelningen av djur och mark fossila växter hjälpa honom i sina tolkningar. Wegener hittade att växten Glossopteris hade lämnat bakom blad kvar som var relativt vanlig i den sydliga halvklot kontinenter. Detta stöder hans hypotes, eftersom Wegener motiverade att för Glossopteris blad finns i brett placerade kontinenter av södra halvklotet, kontinenter måste en gång har fått sällskap. Använder denna bevis, gick han med alla de södra kontinenterna, tillsammans med Indien, in i en superkontinent som han kallade Pangea.

 

 

Bergarter
Wegener studerade också fördelningen av stora geologiska organ som crystalline källare (klippor och kontinental jordskorpa) komplex och mineralfyndigheter. Han fann att passa förutspåtts av karta uppskattningar bekräftades av anpassningen av geologiska komplex på båda sidor av Atlanten. Till exempel fann då han monterade Afrika och Sydamerika tillsammans längs deras kontinentalsocklar, han att stora block av antika sten kallad kratoner bildade sammanhängande mönster över strecket. Bergen som går från öst till väst över Sydafrika tycktes länk med nära Buenos Aires i Argentina. De särskiljande rock skikten av Karoo systemet i Sydafrika, som består av lager av sandsten, skiffer och lera spetsad med sömmar av kol, var identiska med systemets Santa Catarina i Brasilien.
Fossila Distribution
Wegenerss resultat publicerades 1915 i sin bok Die Entstehung der Kontinente und Ozeane (beskärningen av kontinenter och oceaner). Hans idéer var inte allmänt accepterat som kritiker trodde att bevisen inte var stark nog, att den underliggande orsaken till drivan inte förklarades och att drivan var omöjligt. I själva verket anfölls bittert han av många kritiker och dessa attacker så småningom tog sin tribut på sin karriär. Trots sin obestridda talanger som lärare och sina nära medarbetare fortsatt lojalitet var han inte kan få en professur i ett tyskt universitet och så småningom lämnade Tyskland för universitetet i Graz i Österrike.
Sydafrikas bidrag
Wegeners mest övertygande och entusiastiska stöd kom från en sydafrikansk geolog, Alexander Du Toit. Sydafrikanska forskare var långt mer positivt inställda till idén om continenal drift av en enkel anledning: runt dem. de kunde se en uppsjö av geologiska fenomen som nära liknade de andra kontinenter på södra halvklotet. Du Toit tillbringade fem månader i Brasilien, Uruguay och Argentina samlar bevis. Han hade svårt att tro att han var på en annan kontinent som inte bara han hitta samma växt- och djurfossil visste han hemma, men han fann dem i samma komplex sekvens, inbäddade lager av lager i berget. Du Toit var säker på att han hade funnit övertygande bevisning att kontinenterna en gång anslöt. En bok tillägnad Wegener och rätt vår vandring kontinenter föreslog Du Toit en tidigare konfiguration för kontinenter som var annorlunda från Wegeners.
I stället för en enkel superkontinent, Du Toit rekonstruerade kontinenter på sydpolen och grupperas de nordliga kontinenterna nära ekvatorn. Han kallade sin södra superkontinent Gondwanaland och norra landet samlas Laurasien. Han ägnade större delen av sin bok till Gondwanaland och som bevis för dess existens producerade han en imponerande massa data mycket mer detaljerad än något Wegener hade försökt.
Alexander Du Toit karta över två antika superkontinenterna
Var det tillräckligt bra för akademiska kritikerna? Nej. Du Toit flamboyant textanalys plågade kritikerna. Till exempel skulle han skriva “dumbfounding anblicken av de nuvarande kontinentala massorna, fast förankrade till en plast stiftelse ännu kvar fast i rymden; uppsättning tusentals kilometer ifrån varandra, det kan vara, men ändå beter sig i nästan identiska mode från epok till epok och steg för steg som soldater på en borr; allmänt sträckte på vissa håll vid olika tillfällen och förbluffande komprimerade i andra, dock med deras allmänna former, positioner och riktningar; fjärrkontroll från varandra genom historien, ändå visar i sina fossila förblir gemensamma eller närstående former av terrestrial liv; innehade under vissa epoker av klimat som kan har varierat från glaciala förbränd eller pluvial till torra, men tvärtemot meteorologiska principer när deras befintliga geografiska positioner anses – att bara nämna några sådana paradoxer!” Du Toit overdramatization lyckades endast minskar värdet av hans betydande bidrag till bevis. “Detta,” nosade en akademisk kritiker, “är en skribent färgstarka språk.”
Hur kritikerna konverterades
Upptäckten av palaeomagnetism och utveckling av oceanografi var ett nödvändigt steg i utvecklingen av vetenskap som Wegeners och Du Toit teorier som väntade.
Paleomagnetism
Paleomagnetism bygger på principen att i smält Magmatiska bergarter, eller unlithified sediment, magnetiska partiklar kommer att anpassa sig med det jordens magnetfält. Magnetiska posten lagras inom stenar när de svalt och sedimenten när de blir lithified. Avvikelserna i anpassningen av dessa paleomagnetic partiklar från nuvarande riktning av jordens magnetiska arkiverat visar att kontinenterna har flyttat. En brittisk fysiker Patrick Blackett, som hade vunnit nobelpriset 1948 för hans arbete i kärnfysik och kosmiska radioation, utvecklat en känslig anordning kallas en astatic magnetometer. Med hjälp av denna utrustning, var det möjligt för första gången att identifiera textorienteringen mycket svagt magnetfält. Detta gjorde forskare paleomagnetic studier av typer av stenar vars magnetism inte kan urskiljas av tidigare utrustning.
Oceanografi
Under 1960-talet upptäckte två Cambridge forskare, Drummond Matthews och Fred Vine att det fanns ett antal linjära magnetiska anomalier på vardera sidan av den Mittatlantiska ryggen. Remsor av ocean skorpan hade alternerande magnetisk riktlinjer. Dessa observationer var förklaras i termer av en havsbotten sprida modell av vilka nya oceanic skorpan former längs mitten av oceanerna åsar som de två halvorna av en ocean flytta isär.
Från dessa enkla observationer utvecklade teorin om PLATTEKTONIK.
Plattektonik
Enligt tektoniska tallriksmodellen består på ytan av jorden av en serie av relativt tunn, men stela, plåtar som är i ständig rörelse. Ytskiktet av varje platta består av oceanic skorpan, kontinental jordskorpa eller en kombination av båda. Den nedre delen består av stela övre lagret av jord ansvar. De styva plattorna passera successivt nedåt in i plast (mjuk) lager av manteln, astenosphere. Plattorna kan vara upp till 70 km tjock om består av oceanic skorpan eller 150 km införliva kontinental jordskorpa. Tallrikar flytta vid olika hastigheter, den afrikanska plattan rör sig ca 25 mm per år, medan den australiska plattan rör sig ca 60 mm per år.
De flesta av jordens tektoniska, seismiska och vulkanisk aktivitet inträffar vid gränserna för angränsande plattor. Det finns tre typer av plattgränser: divergerande, konvergerande och omvandla gränser.
Divergerande plattan marginaler
På denna typ av gränsen bildas nya oceanic skorpan i klyftan mellan två olika plattor. Plattan är ökat när plattorna går sönder. Plattan rörelse sker sido från plattan gränsen, som är normall märkt av en ökning eller en ås. Ridge eller upphov kan kompenseras genom transformering fel. För närvarande förekommer mest avvikande marginaler längs den centrala zonen av världens stora ocean bassänger. Processen genom vilken plattorna flytta isär benämns havsbotten spridning. Den Mittatlantiska ryggen och östra Stilla havet stiga ge goda exempel på denna typ av plattan marginal.
Konvergerande plattgränserVid en konvergent gräns två plattor är i relativ rörelse mot varandra . En av de två plattorna glider ner under varandra med en vinkel på omkring 45 grader och är inkorporerad i jordens mantel utmed en subduktion zonen. Sökvägen till denna fallande plåt kan finnas från analys av djupa jordbävningar och den första punkten av härkomst markeras på ytan av en djup ocean dike . Platta område reduceras längs subduktion zonen. När två plattor av oceanisk skorpa kolliderar en vulkanisk ö båge kan bildas . Som en av plattorna är subducted nedanför den andra det börjar smälta på ett djup av mellan 90 och 150 km och den erhållna magma stiger till ytan ovanför subduktion zonen för att bilda en kedja eller en båge av vulkan . Kanten på plattan som inte är fallande därför präglas av en kedja av vulkaniska öar .

Konservativa eller omvandlar marginaler

San Andreas fel systemet är det mest kända exemplet på denna typ av gräns . Här två plattor rör sig i sidled förbi varandra och oceaniska jordskorpan är varken skapas eller förstöras .

Den hastighet med vilken varje platta rör bortsett från en divergent marginal varierar från mindre än 50 mm per år till mer än 90 mm ​​per år och kan bestämmas från mönstret av magnetiska anomalier endera sidan av en spridnings åsen. Endera sidan av ett spridningscentrum, svaga magnetiska anomalier 5-50 km bred och hundratals kilometer lång kan identifieras . smält sten svalnar mellan divergerande plattorna de magnetiska mineraler presentera ansluter sig till orienteringen av jordens magnetfält på den tiden . Polariteten av jorden har ändrats med jämna mellanrum under geologisk tid . Magnetisk norr har växlat mellan Arktis ( normal polaritet ) och Antarktis (omvänd polaritet ) . Som ett resultat av detta , delar av skorpan som bildas under en period av normal polaritet har ett paleomagnetic remnance som är orienterad mot dagens magnetiska nordpolen , medan en del av skorpan som bildas under en period av omkastad polaritet inte. Dessa långa linjära remsor av magnetiska anomalier bilda en symmerical mönster endera sidan av ett spridningscentrum . En förteckning över de förändringar i jordens magnetfält polaritet har etablerats och daterat för Cenozoic och är grunden för magnetostratigraphy . Detta register, i förening med de magnetremsor hittats endera sidan av en spridnings ås tillåter hastigheten och mönstret av havsbotten spridning som skall undersökas.

Vad orsakar plattor att flytta ?

Denna fråga har ännu inte helt löst . Fyra huvud hypoteser har lagts fram för att förklara detta .

konvektionsströmmar

Denna hypotes tyder på att flödet i manteln induceras av konvektionsströmmar som dra och flytta de litosfäriska plattorna ovanför astenosphere . Konvektionsströmmarna stiga och spridas under olika plattgränser och konvergerar och ner längs konvergerande . Tre värmekällor producerar konvektionsströmmarna :

( 1 ) avkylning av jordens kärna

( 2 ) radioaktivitet i manteln och jordskorpan

( 3 ) kylning av manteln

Den konvektion hypotes har föreslagits i flera olika former under de senaste 60 åren. Konvektiva modeller av platta utveckling visar tydligt hur viktigt konvektiv värmetransport är att det moderna jord , över längdskalor så små som 100 km och tider på 60 miljoner år . Jorden är en slösare , som lever på sitt ärvda kapital URTIDA värme , inte på sin radiogenic moderna inkomster .

Magma injektion Denna hypotes åberopar injektion av magma vid ett spridningscentrumdriver plattorna isär och därmed orsakar plattrörelse.

Gravity Oceanic lithosphere tjocknar när den rör sig bort från ett spridningscentrumoch kyler , en configurationwhich kan tendera att framkalla plattorna att glida under inverkan av tyngdkraften från en divergent marginal mot en konvergent marginal.

Fallande plattor Denna hypotes antyder att en kall tät platta fallande i manteln på en subduktion zon kan dra resten av plattan med det och på så sätt orsaka plattrörelse.

Sammanfattningsvis ger den plattektoniska modellen en mekanism genom vilken :

( 1 ) kontinenter kan röra sig över ytan av världen

( 2 ) Mönster för vulkanism kan ändra och flytta över hela världen som plattor och deras gränser utvecklas och flytta

( 3 ) nya oceaner kan växa och olika sedimentära bassänger utvecklas

( 4 ) hav och sedimentära bassänger nära och deformeras för att producera berg

Har mätningar med VLBI , SLR och GPS stöder resultaten från paleomagnetism ?

Ja , det gör det .

Geodetiska data från VLBI , SLR och GPS indikerar att plattan hastigheter som uppmätts under de senaste 15 åren nästan lika de som genomsnitt under de senaste 3 miljoner år .