Sisu
- TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
- Mis on tektoonilise plaadi määratlus?
- Millest on valmistatud tektoonilised plaadid?
- Mis on plaadi piir?
- Mida teevad plaadid maavärina ajal?
Maal seistes tundub see jalgade all väga kõva ja stabiilsena. Kõik mäed, mida näete, näevad välja kindlad ja muutumatud. Tõde on aga see, et Maa pinnavormid on miljonite aastate jooksul muutunud ja liikunud mitu korda. Need pinnavormid asuvad tektooniliste plaatidena.
TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
Lastele mõeldud tektooniliste plaatide määratlus hõlmab maapõue mõtlemist kui suuri tahvleid, mis liiguvad üle vedela vahevöö. Tekivad mäed ja maavärinad raputavad tektooniliste plaatide piiridel, kus uued pinnavormid tõusevad ja langevad.
Mis on tektoonilise plaadi määratlus?
Tektooniliste plaatide määratlemiseks on kõige parem alustada Maa komponentide kirjeldusest. Maakeral on kolm kihti: koorik, vahevöö ja tuum. Maakoor on Maa pind, kus inimesed elavad. See on kõva pind, kus iga päev kõnnite. See on õhuke kiht, õhem ookeani all ja paksem kohtades, kus on mäeahelikke, näiteks Himaalajas. Maakoor on Maa keskosa isolatsioon. Vahetult kooriku all on vahevöö kindel. Mantli tahke osa koos koorikuga moodustab litosfääri, mis on kivine. Kuid mida kaugemale maakera poole te lähete, muutub vahevöö sulaks ja sellel on väga kuum kivim, mis võib vormida ja venida purustamata. Seda vahevöö osa nimetatakse astenosfääriks.
Parim viis tektooniliste plaatide määratlemiseks on see, et need on litosfääri osad, mis lagunevad tohututeks kiviplaatideks või koorikplaatideks. Seal on paar tõesti suurt plaati ja mitu väiksemat plaati. Mõne suurema plaadi hulgas on Aafrika, Antarktika ja Põhja-Ameerika plaadid. Tektoonilised plaadid hõljuvad põhimõtteliselt astenosfääril ehk sulavaibal. Kuigi on kummaline mõelda, ujuvad te tegelikult nendel taktonplaatideks kutsutavatel tahvlitel. Ja vahevöö all on Maa tuum väga tihe. Selle välimine kiht on vedel ja südamiku sisemine kiht on tahke. See tuum koosneb rauast ja niklist ning on äärmiselt kõva ja tihe.
Esimene inimene, kes tektooniliste plaatide olemasolu teoretiseeris, oli saksa geofüüsik Alfred Wegener, 1912. aastal. Ta märkas, et Lääne-Aafrika ja Lõuna-Ameerika idaosa kuju nägi välja nagu need võiksid kokku sobida nagu pusle. Gloobuse kuvamine, mis näitab neid kahte mandrit ja nende sobivust, on suurepärane viis lastele näidata plaaditektoonikat. Wegener arvas, et mandrid peavad olema kunagi omavahel ühendatud ja paljude miljonite aastate jooksul kuidagi lahku läinud. Ta nimetas seda superkontinentsi Pangeaks ja nimetas mandrite liikumise ideed “mandri triiviks”. Wegener jätkas, et paleontoloogid leidsid nii Lõuna-Ameerikas kui ka Aafrikas vastavad fossiilrekordid. See toetas tema teooriat. Leiti ka teisi fossiile, mis ühinesid Madagaskari ja India rannikutega, aga ka Euroopa ja Põhja-Ameerikaga. Leitud taime- ja loomaliigid ei oleks tohtinud mööda hiiglaslikke ookeane liikuda. Mõned fossiilsed näited hõlmavad Lõuna-Aafrikas ja Lõuna-Ameerikas asuvat maarooga Cynognathust, samuti Indias ja Austraalias Antarktikas asuvat taime Glossopteris.
Veel üks vihje oli tõendeid iidsete liustike kohta India, Aafrika, Austraalia ja Lõuna-Ameerika kivimites. Tegelikult teavad paleoklimatoloogideks nimetatud teadlased, et need vöötunud kivimid tõestasid, et liustikud eksisteerisid mandritel umbes 300 miljonit aastat tagasi. Põhja-Ameerika seevastu polnud sel ajal liustikega kaetud. Wegener ei suutnud oma tollase tehnoloogiaga täielikult selgitada, kuidas mandri triiv toimis. Hiljem, 1929. aastal soovitas Arthur Holmes vahevööl soojuskonvektsiooni. Kui olete kunagi näinud potti vett keevat, näete, milline näeb välja konvektsioon: kuumus põhjustab kuuma vedeliku tõusu pinnale. Pinnal olles vedelik levib, jahutab ja vajub tagasi. See on lastele hea plaaditektoonika visualiseerimine ja näitab, kuidas vahevöö konvektsioon töötab. Holmes arvas, et soojuskonvektsioon vahevöös põhjustas kütte- ja jahutusharjumusi, mis võivad tekitada mandreid ja need omakorda taas lagundada.
Aastakümneid hiljem selgus ookeani põhja uurimisel ookeani servadest, geomagnetilistest anomaaliatest, massilistest ookeanikaevikutest, tõrgetest ja saarekaaredest, mis näisid toetavat Holmesi ideid. Seejärel teoorias Harry Hess ja Robert Deitz teoreetiliselt esines merepõhja levikut - see oli laiend sellele, mida Holmes arvas. Merepõhja levik tähendas, et ookeanipõhi ulatus keskelt laiali ja vajus servadesse ning taastati. Hollandi geodeet Felix Vening Meinesz leidis ookeanist midagi üsna huvitavat: Maa gravitatsiooniväli polnud mere kõige sügavamates osades nii tugev. Seetõttu kirjeldas ta seda madala tihedusega piirkonda kui konvektsioonivoolude poolt vahevööni tõmmatud. Vahevöö radioaktiivsus põhjustab konvektsioonini viivat soojust ja seetõttu plaadi liikumist.
Millest on valmistatud tektoonilised plaadid?
Tektoonilised plaadid on purustatud tükid, mis on valmistatud maakoorest või litosfäärist. Teine nimi neile on koorikplaadid. Mandriline koorik on vähem tihe ja ookeaniline koorik on tihedam. Need jäigad plaadid saavad liikuda eri suundades, pidevalt nihkudes. Need moodustavad Maa “pusletükid”, mis sobivad kokku massmassidena. Need on tohutud, kivised ja rabedad Maa pinna osad, mis liiguvad Maa vahevöö konvektsioonivoolude tõttu.
Konvektsioonisoojust tekitavad radioaktiivsed elemendid uraan, kaalium ja toorium, sügaval tõrvakujulises vedelas vahevöös, astenosfääris. See on uskumatu rõhu ja kuumusega piirkond. Konvektsioon põhjustab ookeani keskel asuvate servade ja ookeanipõhja ülespoole tõusu ning laavas ja geisrites näete soojendatud vahevöö tõendusmaterjali. Magma tõustes liigub see vastassuundades ja see tõmbab merepõhja laiali. Siis tekivad praod, ilmneb rohkem magmat ja moodustub uus maa. Ainuüksi Kesk-ookeani servad moodustavad Maa suurimad geoloogilised tunnused. Need kulgevad mitu tuhat miili ja ühendavad ookeanide vesikondasid. Teadlased on registreerinud merepõhja järkjärgulise leviku Atlandi ookeanis, California lahes ja Punases meres. Merepõhja aeglane levik jätkub, surudes tektoonilised plaadid laiali. Lõpuks liigub katuseharja mandriosa poole ja sukeldub selle all nn subduktsioonivööndisse. See tsükkel kordub miljonite aastate jooksul.
Mis on plaadi piir?
Plaatide piirid on tektooniliste plaatide piirid. Tektooniliste plaatide nihkumisel ja liikumisel muutuvad nad mäestikeks ja muudavad maad plaatide piiride lähedal. Kolm erinevat tüüpi plaatide piire aitavad tektoonilisi plaate täpsemalt määratleda.
Plaatide erinevad piirid kirjeldavad stsenaariumi, kus kaks tektoonilist plaati liiguvad üksteisest lahus. Need piirid on sageli kõikuvad, nende lõhede kohal on laava pursked ja geisrid. Magma immitseb ülespoole ja tahkestub, moodustades plaatide servadesse uue kooriku. Magmast saab omamoodi kivim nimega basalt, mida leidub ookeani põhja all; seda nimetatakse ka ookeaniliseks koorikuks. Plaatide erinevad piirid on seetõttu uue kooriku allikas. Näide lahknevate plaadipiiride maismaal on silmatorkav eripära, mida nimetatakse Aafrikas Suureks Rifti oruks. Kaugemas tulevikus jaguneb mandri siin tõenäoliselt laiali.
Teadlased määratlevad omavahel ühendavate tektooniliste plaatide piirid. Mõnedes mäeahelates, eriti sakilistel mäeahelikel, võite näha ühtlustunud piire. Nad näevad välja sellised, et tektooniliste plaatide tegelik kokkupõrge põhjustab Maad. See moodustas Himaalaja mäed; India plaat lähenes Euraasia plaadile. Nii moodustusid ka miljonid aastad tagasi palju vanemad Apalatši mäed. Põhja-Ameerika Kivised mäed on noorem näide mägedest, mis on moodustatud ühtlustuvatel piiridel. Vulkaanid võivad sageli leida ühtlustuvad piirid. Mõnel juhul sunnivad need põrkuvad plaadid ookeanilise maakoore vahevööni. See sulab ja tõuseb uuesti kui magma läbi plaadi, millega see põrkas. Graniit on selline kivim, mis sellest kokkupõrkest moodustub.
Kolmandat tüüpi plaadi piiri nimetatakse teisendusplaadi piiriks. See ala ilmneb siis, kui kaks plaati libisevad teineteisest mööda. Sageli on nende piiride all rikkeliinid; mõnikord võivad seal olla ookeani kanjonid. Sellistel plaadipiiridel puudub magma. Transformatsiooniplaatide piiridel uut koorikut ei looda ega lagundada. Ehkki plaatide piirid ei anna uusi mägesid ega ookeane, on need aeg-ajalt maavärinad.
Mida teevad plaadid maavärina ajal?
Tektooniliste plaatide piire nimetatakse mõnikord ka rikkejoonteks. Rikkeliinid on maavärinate ja vulkaanide asukohana kurikuulsad. Nendel piiridel toimub palju geoloogilist tegevust.
Erinevate plaadipiiride korral liiguvad plaadid üksteisest eemale ja sageli esineb laava. Ala, kus need plaadid lõhestavad, on värisevad. Lähenevate piiride korral toimuvad maavärinad tektooniliste plaatide kokkupõrke korral, näiteks kui toimub subduktsioon ja üks maismaad sukeldub teise alla. Maavärinad tekivad ka siis, kui tektoonilised plaadid libisevad muundamisplaadi piiridel üksteise kõrval. Kui plaadid seda teevad, tekitavad nad palju pinget ja hõõrdumist. See on California maavärinate kõige tavalisem koht. Need "streikimispiirkonnad" võivad põhjustada madalaid maavärinaid, kuid need võivad põhjustada ka aeg-ajalt võimsaid maavärinaid. San Andrease rike on sellise rikke suurepärane näide.
Nn tuletõrje Vaikse ookeani basseinis on aktiivse tektoonilise plaadi liikumise piirkond. Sellisena toimub kogu selle rõnga vältel arvukalt vulkaane ja maavärinaid.
Hawaii saared ei kuulu tulekoldesse. Need on osa nn kuumast kohast, kus magma on vahevööst koorikuni tõusnud. Magma purskab kui laava ja teeb kuplikujulisi kilp-vulkaane. Hawaii saar ise on tohutu kilp-vulkaan, millest suur osa asub ookeanipinna all. Kui arvestada osa, mis jääb ookeanide pinna alla, on see mägi palju kõrgem kui Everesti mägi! Kuumad kohad on koduks maavärinatele ja pursketele, kuid lõpuks liiguvad nende kohal olevad tektoonilised plaadid ja kõik vulkaanid kustuvad. Väikesed saared, mida nimetatakse atollideks, on tegelikult iidsed vulkaanid kuumadest kohtadest, mis aja jooksul varisesid.
Maavärinad on iseenesest lühiajalised ja võimsad sündmused, kuid need on vaid osa tektooniliste plaatide lühikesest liikumisest paljude miljonite aastate jooksul. Tervete mandrite pikaajalise liikumise kohta on vapustav mõelda. Teadlased teavad fossiilsete dokumentide ja ookeanipõhjas asuvate kivide magnetribade põhjal, et mandrid on liikunud ja Maa magnetväli on pöördunud. Tegelikult näitab kivimite rekord, et magnetväli on mitu korda ümber lülitunud, iga paarsada tuhat aastat. Nende magnetiliste ookeanipõhjaliste kivimitega tutvumine aitab teadlastel mõista, kuidas ookeanipõhjad aja jooksul liiguvad.
Juba paljude miljonite aastate pärast näevad mandrid oma asukohas tõenäoliselt välja väga erinevad kui praegu. Maa jaoks on suur kindlus, et see jätkab muutusi. Plaaditektoonika toimimise kohta lisateabe saamine täiendab teie arusaamist sellest dünaamilisest Maast.