A geológusok rendelkeznek magyarázattal - tudományos elmélettel - a Föld felszíne lemeztektonikának nevezett viselkedéséről. A tektonika nagyméretű szerkezetet jelent. Tehát a "lemeztektonika" azt mondja, hogy a Föld külső héjának nagy léptékű szerkezete tányérkészlet. (lásd a térképet)
Tektonikus lemezek
A tektonikus lemezek nem igazán felelnek meg a földfelszín kontinenseinek és óceánjainak. Az észak-amerikai lemez például az Egyesült Államok és Kanada nyugati partjától az Atlanti-óceán közepéig terjed. És a Csendes - óceáni tányér magában foglal egy Kaliforniai darabot, valamint a Csendes - óceán nagy részét (lásd a tányérok listája). Ennek oka az, hogy a kontinensek és az óceán medencék a földkéreg. A tányérok viszonylag hideg és kemény kőzetből készülnek, és a kéregnél mélyebben nyúlik be a felső köpenybe. A Föld azon részét, amely a tányérokat alkotja, litoszféranak nevezzük. Átlagos vastagsága körülbelül 100 kilométer, de helyről-helyre nagyban változik. (lát A litoszféráról)
A litoszféra szilárd kőzet, merev és merev, mint az acél. Alatta egy lágyabb, melegebb szilárd kőzetréteg, az úgynevezett asztenoszféra ("es-theen-oszféra"), amely mintegy 220 kilométer mélységig terjed. Mivel vörös meleg hőmérsékleten van, az asztenoszféra kőzete gyenge (az "aszteno-" jelentése gyenge a tudományos görög nyelven). Nem tud ellenállni a lassú stressznek, és plasztikusan hajlik, mint egy török taffyruda. Valójában a litoszféra az asztenoszférán úszik, bár mindkettő szilárd kőzet.
Lemezmozgások
A tányérok folyamatosan változnak, lassan mozognak az asztenoszférán. A "lassan" azt jelenti, hogy a körmök növekedése lassabb, évente nem lehet több, mint néhány centiméter. Mozgásukat közvetlenül GPS-sel és más távolsági mérési (geodéziai) módszerekkel mérhetjük, és a geológiai adatok azt mutatják, hogy a múltban ugyanúgy mozogtak. Több millió év alatt a kontinensek mindenütt utaztak a világon. (lát A lemez mozgásának mérése)
A lemezek egymáshoz viszonyítva három módon mozognak: együtt mozognak (összefonódnak), egymástól elválnak (eltérnek) vagy egymástól elmozdulnak. Ezért a lemezekről általában azt mondják, hogy háromféle élek vagy határok vannak: konvergens, divergens és transzformáló.
- Konvergencia során, amikor egy lemez elülső széle találkozik egy másik lemezzel, egyikük lefelé fordul. Ezt a lefelé irányuló mozgást szubdukciónak nevezzük. Az eldugott lemezek az asztenoszféra belsejébe és azon keresztül mozognak, és fokozatosan eltűnnek. (lát A konvergens zónákról)
- A tányérok eltérnek az óceán medencéinek vulkáni zónáin, az óceán középhegységén. Ezek hosszú, hatalmas repedések, ahol a láva alulról felfelé emelkedik, és újra fagy litoszféra. A repedés két oldalát folyamatosan szétválasztják, így a lemezek új anyagot nyernek. Az észak-atlanti Izland-sziget a tengerszint feletti eltérő zóna legelső példája. (lát A különféle zónákról)
- Ahol a lemezek elhaladnak egymás mellett, transzformációs határnak hívják. Ezek nem olyan általánosak, mint a másik két határ. Az San Andreas Kalifornia hibája egy jól ismert példa. (lát A transzformációkról)
- Azokat a pontokat, ahol három lemez szélei találkoznak, háromszoros csomópontoknak nevezzük. A három lemez eltérő mozgásainak hatására a Föld felszínén mozognak. (lát Hármas metszetek)
A lemezek rajzfilm alaptérképe csak ezt a három határtípust használja. Ugyanakkor sok lemezhatár nem éles vonal, hanem diffúziós zóna. Ezek a világ teljes mennyiségének körülbelül 15% -át teszik ki, és benne jelennek meg valósághűbb lemezkártyák. Az Egyesült Államok diffúz határai Alaszka nagy részét, valamint a nyugati államok medencéjét és hegyvidékét foglalják magukban. Kína nagy része és egész Irán diffúz határvonalak is.
Mi magyarázza a lemeztektonikát?
A lemeztektonika sok alapvető geológiai kérdésre ad választ:
- A három különböző típusú határon a tányérmozgás jellegzetes földrengési hibákat okoz. (lát Hiba típusok egy dióhéjban)
- A legtöbb nagy hegység a tányér-konvergenciához kapcsolódik, amely megválaszolja a régóta rejtélyt. (lásd a hegyi problémát)
- A fosszilis bizonyítékok arra utalnak, hogy a kontinensek összekapcsolódtak, amelyek manapság messze vannak egymástól; ahol egyszer ezt magyaráztuk el a földhidak emelkedése és bukása, ma tudjuk, hogy a lemezmozgások felelősek.
- A világ tengerfeltétele geológiailag fiatal, mert a régi óceáni kéreg szubdukcióval eltűnik. (lát A szubdukcióról)
- A világ legtöbb vulkánja szubdukcióval kapcsolatos. (lásd az ív vulkánizmusáról)
A lemeztektonika lehetővé teszi új típusú kérdések feltevését és megválaszolását:
- Készíthetünk földrajzi térképeket a geológiai múltból - paleogeográfiai térképeket - és modellezhetjük az ősi éghajlatot.
- Megtudhatjuk, hogyan tömeges kihalások kapcsolódnak a lemeztektonika mint például a vulkanizmus. (lát Kihalás: A faj sorsán)
- Megvizsgálhatjuk, hogy a tányér kölcsönhatások hogyan befolyásolták egy adott régió geológiai történetét.
Plate Tectonic kérdések
A földtudósok számos fő kérdést vizsgálnak maga a lemeztektonika kapcsán:
- Mi mozgatja a lemezeket?
- Mi hoz létre vulkánokat a "hotspotokban", például Hawaii-ban, amelyek kívül vannak a szubdukciós zónákon? (lát Hotspot alternatíva)
- Mennyire meredek a lemezek, és mekkora a határuk?
- Mikor kezdődött a lemeztektonika, és hogyan?
- Hogyan kapcsolódik a lemeztektonika a lenti Föld köpenyéhez? (lát A köpenyről)
- Mi történik a visszavert lemezekkel? (lát A lemezek halála)
- Milyen cikluson megy keresztül a lemezek anyagai?
A lemeztektonika a Földre jellemző. De az elmúlt 40 évben történő megismerése számos elméleti eszközt adott a tudósoknak más bolygók megértéséhez, még azok is, amelyek más csillagokat köröznek. Rendszerünkben a lemeztektonika egy egyszerű elmélet, amely segít megérteni a Föld arcát.