Konvektionsströmmar: Definition, studier och replikor

Konvektionsströmmarna är den kontinuerliga rörelsen som de markbundna plattorna utför hela tiden. Även om de tenderar att förekomma i stor skala finns det studier som visar att det också finns mindre skala.

Jordens jord bildas av en kärna, manteln och jordskorpan. Manteln är det lager som vi kan hitta mellan kärnan och skorpan. Djupet av detta varierar, beroende på planetens punkt där vi är, kan sträcka sig från ett djup av 30 km från ytan, upp till 2900 km.

Manteln skiljer sig från kärnan och skorpan eftersom den har ett mekaniskt beteende. Den är formad av ett fast visköst material. Det är i ett visköst tillstånd på grund av de höga tryck som det utsätts för.

Temperaturen på manteln kan oscillera mellan 600 ºC och upp till 3, 500 ºC. Det har kallare temperaturer ju närmare det är på ytan och högre temperaturer desto närmare är det för kärnan.

Vi kan skilja manteln i två delar, det övre och det undre. Den nedre manteln strömmar från diskontinuiteten av Mohorovičić till ett djup på ca 650 km.

Denna diskontinuitet, allmänt känd som Moho, ligger på ett genomsnittligt djup av 35 km, bara 10 km under havsbotten. Den nedre manteln skulle vara delen mellan 650 km djupet, till gränsen med planetens inre kärna.

På grund av den termiska skillnaden mellan kärnan och jordskorpan produceras konvektiva strömmar genom hela manteln.

Konvektionsströmmar: Hypotesernas ursprung

År 1915, en hypotes som utvecklats av Alfred Wegener, postulerade de kontinentala massornas rörelse. Wegener sa att kontinenterna rörde sig på havsbotten, även om han inte visste hur man bevisade det.

År 1929 skrev Arthur Holmes, en välkänd brittisk geolog, hypotesen om att vi under jordskorpan kunde hitta en filt av smält sten som orsakade strömmar av lavakonvektion som hade kraft att flytta de tektoniska plattorna och därmed kontinenterna.

Även om teorin var sammanhängande accepterades det inte förrän på 1960-talet att teorierna om plattektonik började utvecklas.

I dessa formuleringar hävdades att de jordiska plattorna rörde sig på grund av jordens konvektionskrafter och orsakade stötar som är ansvariga för att forma jordens yta.

Vad är de då?

Konvektionsströmmar är materialets strömningar som uppträder i jordens mantel med hjälp av gravitationen.

Dessa strömmar är ansvariga för att flytta inte bara kontinenterna, som Wegener postulerade, men alla litosfäriska plattor som ligger över manteln.

Dessa strömmar produceras av skillnader i temperatur och densitet. Hjälpt av gravitation gör de varmare materialen stigande i riktning mot ytan, eftersom de är mindre tunga.

Det betyder därför att de kallare materialen är tätare och tyngre, så de faller ner mot jordens kärna.

Som vi nämnde tidigare är manteln gjord av fasta material, men beter sig som om det var ett visköst material som deformerar och sträcker sig, vilket rör sig utan att bryta. Det beter sig på detta sätt på grund av de höga temperaturerna och det stora trycket som dessa material utsätts för.

I området nära jordens kärna kan temperaturen nå 3.500 ° C, och de klippor som finns i den delen av manteln kan smälta.

När de fasta materialen smälter, tappar de täthet, så de blir ljusare och stiger upp till ytan. Trycket på de fasta materialen som har ovanför gör att de försöker sänka sig efter deras vikt, vilket gör att de varmare materialen går ut mot ytan.

Dessa strömmar av material med stigande form, är kända som fjädrar eller termiska plumes.

Materialen som når litosfären kan gå igenom det, och det är det som bildar fragmenteringen av kontinenterna.

Den oceaniska litosfären har en temperatur som är mycket lägre än manteln, så stora kalla bitar sjunker i manteln och orsakar nedåtgående strömmar. Dessa nedåtgående strömmar kan flytta bitar av kall oceanisk litosfär till närheten av kärnan.

Dessa producerade strömmar, oavsett om de stiger uppåt eller nedåt, fungerar som en rulle, som skapar konvektionscellerna, vilket förklarar rörelsen av jordskorpans tektoniska plattor.

Kritik av dessa teorier

Nya studier har ändrat teorin om konvektionsceller lite. Om denna teori var sant, skulle alla plattor som utgör jordens yta ha en konvektionscell.

Det finns emellertid plattor som är så stora att en enda konvektionscell ska ha stor diameter och stort djup. Detta skulle få några av cellerna att nå kärnans djup.

För de senaste undersökningarna har det kommit fram till att det finns två separata konvektiva system, det är därför jorden har bibehållit värmen så länge.

Studier av seismiska vågor har gjort det möjligt för oss att få data om jordens inre temperatur och förverkligandet av en värmekarta.

Dessa data erhållna genom seismisk aktivitet stödjer teorin om att det skiljer sig mellan två typer av konvektionsceller, en del närmare jordskorpan och andra närmare kärnan.

Dessa studier tyder också på att rörelserna av de tektoniska plattorna inte bara beror på konvektionsceller, men tyngdkraften bidrar till att trycka in de innersta delarna mot ytan.

När plattan sträcker sig genom konvektionens krafter, utövar tyngdkraften påtryck på det och så småningom bryts.