"Podręczniki będą musiały być napisane od nowa". Wiemy, co powoduje ruch płyt tektonicznych

Różne zjawiska, które występują na Ziemi, są związane z budową naszej planety. Jej powierzchnia, czyli skorupa ziemska, jest podzielona na kilka części, zwanych płytami tektonicznymi. To warstwa skalna, która unosi się na płynnym, plastycznym płaszczu Ziemi. Powszechnie przyjęta i akceptowana teoria opisująca ruchy skorupy ziemskiej to tzw. tektonika płyt. Jednak to, w jaki dokładnie sposób przemieszczają się płyty tektoniczne, od dawna było przedmiotem wielu dyskusji naukowców. Częściowo jest to spowodowane tym, że teoria ta została przyjęta w 1950 roku.

Płyty tektoniczne przesuwają się o około 2-5 cm rocznie, co jest prędkością podobną do... tempa wzrostu paznokci. Od ruchu płyt zależy występowanie takich zjawisk, jak trzęsienia ziemi, wybuchy wulkanów, czy kształtowanie się gór i wysp. Kiedy dwie płyty zbliżają się do siebie, mogą się o siebie ocierać i wtedy na granicy ich styku występują trzęsienia ziemi. Może też dochodzić do sytuacji, gdy jedna z płyt wsuwa się pod drugą (jest to tzw. strefa subdukcji). Na styku dwóch platform powstają wtedy góry lub tworzą się wulkany. Zdarza się także, że płyty tektoniczne oddalają się od siebie, jest to tzw. strefa spredingu, gdzie dochodzi do wypływu magmy, a także mogą się tam tworzyć stożki wulkaniczne.

Naukowcy przez wiele lat zastanawiali się, czy płyty są biernie przemieszczane przez płaszcz ziemski, czy może coś nimi kieruje, a płaszcz przesuwa się razem z nimi.

Badania, których wyniki opublikowano w czasopiśmie "Science Advances", rzucają nowe światło na to zagadnienie. Jak wykazali naukowcy, za ruch płyt tektonicznych odpowiada po części dodatkowa siła ciepła pobranego z jądra Ziemi.

Międzynarodowy zespół badaczy prowadził badania na podstawie obserwacji Grzbietu Wschodniopacyficznego, będącego fragmentem systemu grzbietów śródoceanicznych, położonego we wschodniej części Oceanu Spokojnego. Naukowcy opracowali także modele przepływu płaszcza ziemskiego pod powierzchnią płyt.

Podczas obserwacji badacze stwierdzili, że ruchu Grzbietu Wschodniopacyficznego nie dało się wyjaśnić jedynie za pomocą subdukcji - czyli nachodzenia na siebie dwóch płyt - i w tym procesie musi brać udział jakaś dodatkowa siła. Zdaniem naukowców pływalność jest spowodowana przez płynące do góry ciepło, które pochodzi z jądra Ziemi.

Badacze oszacowali, że za ruch płyt tektonicznych aż w 50 procentach odpowiada ciepło pochodzące z jądra, a pomiędzy nim a płaszczem ziemskim przepływa około 20 terawatów ciepła. To mniej więcej taka sama ilość, jak średnie całkowite zużycie przez ludzi na całej Ziemi w ciągu roku.

- Ciepło z podstawy płaszcza ziemskiego znacznie przyczynia się do natężenia przepływu ciepła w płaszczu, a także do tektoniki płyt - mówi profesor David B. Rowley, ekspert nauk geofizycznych na Uniwersytecie w Chicago i główny autor artykułu.

Gdy część płaszcza się ogrzewa, zmniejsza się gęstość materiału, przez co staje się on bardziej płynny. Ciepło jest wtedy wypierane do góry i przepływa przez płaszcz. Płyty tektoniczne, które na powierzchni są chłodne, ulegają tzw. ujemnej pływalności, co oznacza, że toną. Te dwie przeciwstawne siły, działające na płyty, wprawiają je w ruch.

- Bazując na modelach konwekcji płaszcza, płaszcz może pobierać z jądra nawet tak dużą ilość ciepła, jak połowa całkowitego ciepła konwekcyjnego Ziemi - mówi Rowley. - Konsekwencją naszej pracy jest to, że podręczniki będą musiały być napisane od nowa - dodaje.

Autor: zupi/map / Źródło: IFL Science