Învelișul exterior

Citește mai multe despre acest subiect

geoid: Determinarea figurii Pământului

Creditul pentru ideea că Pământul este sferic este atribuit de obicei lui Pitagora (înflorit în secolul al VI-lea î.Hr.) și…

La baza scoarței, o schimbare bruscă în comportamentul observat al undelor seismice marchează interfața cu mantaua. Mantaua este compusă din roci mai dense, pe care plutesc rocile din crustă. La scara timpului geologic, mantaua se comportă ca un fluid foarte vâscos și răspunde la solicitări prin curgere. Împreună, mantaua superioară și scoarța acționează mecanic ca un singur strat rigid, numit litosferă.

Învelișul litosferic exterior al Pământului nu este o singură bucată continuă, ci este rupt, ca o coajă de ou ușor crăpată, în aproximativ o duzină de blocuri rigide majore separate, sau plăci. Există două tipuri de plăci, oceanice și continentale. Un exemplu de placă oceanică este placa Pacificului, care se întinde de la ridicarea Pacificului de Est până la șanțurile de mare adâncime care mărginesc partea de vest a bazinului Pacificului. O placă continentală este exemplificată de placa nord-americană, care include America de Nord, precum și scoarța oceanică dintre aceasta și o porțiune din dorsala Mid-Atlantic. Aceasta din urmă este un uriaș lanț muntos submarin care se întinde de-a lungul axei bazinului Atlanticului, trecând la jumătatea distanței dintre Africa și America de Nord și America de Sud.

Placile litosferice au o grosime de aproximativ 60 km (35 mile) sub oceane și 100-200 km (60-120 mile) sub continente. (Trebuie remarcat faptul că aceste grosimi sunt definite de rigiditatea mecanică a materialului litosferic. Ele nu corespund grosimii scoarței, care este definită la baza sa de discontinuitatea comportamentului undelor seismice, așa cum am citat mai sus). Ele călătoresc pe un strat slab, poate parțial topit, al mantalei superioare numit astenosferă. Curenții lenți de convecție din adâncul mantalei, generați de încălzirea radioactivă a interiorului, determină mișcări laterale ale plăcilor (și ale continentelor aflate deasupra lor) cu o rată de câțiva centimetri pe an. Plăcile interacționează de-a lungul marginilor lor, iar aceste limite sunt clasificate în trei tipuri generale pe baza mișcărilor relative ale plăcilor adiacente: divergentă, convergentă și transformată (sau strike-slip).

În zonele de divergență, două plăci se îndepărtează una de cealaltă. Mișcările ascendente de flotabilitate din mantaua forțează plăcile să se despartă în zonele de rift (cum ar fi de-a lungul mijlocului fundului Oceanului Atlantic), unde magmele din mantaua subiacentă se ridică pentru a forma noi roci crustale oceanice.

Placile litosferice se deplasează una spre cealaltă de-a lungul granițelor convergente. Atunci când o placă continentală și o placă oceanică se întâlnesc, marginea anterioară a plăcii oceanice este forțată sub placa continentală și coboară în astenosferă – un proces numit subducție. Cu toate acestea, doar plăcile mai subțiri și mai dense de crustă oceanică vor subduce. Atunci când două continente mai groase și mai plutitoare se întâlnesc în zonele convergente, ele rezistă la subducție și tind să se îndoaie, producând mari lanțuri muntoase. Himalaya, împreună cu platoul adiacent Tibetului, s-au format în timpul unei astfel de coliziuni continent-continent, când India a fost antrenată în placa eurasiatică prin mișcarea relativă a plăcii indiano-australiene.

La cel de-al treilea tip de graniță de plăci, varietatea transformată, două plăci alunecă paralel una față de cealaltă în direcții opuse. Aceste zone sunt adesea asociate cu o seismicitate ridicată, deoarece tensiunile care se acumulează în plăcile de crustă care alunecă sunt eliberate la intervale de timp pentru a genera cutremure. Falia San Andreas din California este un exemplu al acestui tip de limită, care este cunoscută și sub numele de falie sau zonă de fractură (vezi zonă de fractură submarină).

Cele mai multe dintre procesele tectonice active de pe Pământ, inclusiv aproape toate cutremurele, au loc în apropierea marginilor plăcilor. Vulcanii se formează de-a lungul zonelor de subducție, deoarece crusta oceanică tinde să fie refondută pe măsură ce coboară în mantaua fierbinte și apoi se ridică la suprafață sub formă de lavă. Astfel, se formează lanțuri de vulcani activi, adesea explozivi, în locuri precum vestul Pacificului și coastele vestice ale Americii. Lanțurile muntoase mai vechi, erodate de intemperii și de scurgerea apei, marchează zonele de activitate anterioară de pe marginea plăcilor. Cele mai vechi și mai stabile părți ale Pământului din punct de vedere geologic sunt nucleele centrale ale unor continente (cum ar fi Australia, părți ale Africii și nordul Americii de Nord). Numite scuturi continentale, acestea sunt regiuni în care formarea de munți, falii și alte procese tectonice sunt diminuate în comparație cu activitatea care are loc la granițele dintre plăci. Datorită stabilității lor, eroziunea a avut timp să aplatizeze topografia scuturilor continentale. De asemenea, pe scuturile continentale sunt mai bine conservate dovezile geologice ale cicatricilor de cratere rezultate în urma impacturilor antice ale asteroizilor și cometelor. Cu toate acestea, chiar și acolo, procesele tectonice și acțiunea apei au șters multe caracteristici vechi. În schimb, cea mai mare parte a crustei oceanice este substanțial mai tânără (zeci de milioane de ani) și niciuna nu datează de mai mult de 200 de milioane de ani.

Acest cadru conceptual în care oamenii de știință înțeleg acum evoluția litosferei Pământului – numit tectonica plăcilor – este aproape universal acceptat, deși rămân multe detalii de pus la punct. De exemplu, oamenii de știință nu au ajuns încă la un acord general cu privire la momentul în care s-au format nucleele continentale originale sau cu cât timp în urmă au început să funcționeze procesele moderne de teectonică de plăci. Cu siguranță că procesele de convecție internă, segregarea mineralelor prin topire parțială și recristalizare și vulcanismul bazaltic au funcționat mai viguros în primul miliard de ani din istoria Pământului, când interiorul planetei era mult mai fierbinte decât în prezent; cu toate acestea, este posibil ca modul în care s-au format și s-au dispersat masele terestre de la suprafață să fi fost diferit.

După ce s-au dezvoltat scuturile continentale majore, tectonica plăcilor a fost caracterizată de asamblarea și destrămarea ciclică a supercontinentelor create prin amalgamarea multor nuclee continentale mai mici și arcuri insulare. Oamenii de știință au identificat două astfel de cicluri în înregistrările geologice. Un supercontinent a început să se destrame în urmă cu aproximativ 700 de milioane de ani, la sfârșitul Precambrianului, în mai multe continente majore, dar în urmă cu aproximativ 250 de milioane de ani, aproape de începutul perioadei Triasice, deriva continuă a acestor continente a dus la fuziunea lor din nou într-o singură masă continentală supercontinentală numită Pangea. Aproximativ 70 de milioane de ani mai târziu, Pangea a început să se fragmenteze, dând treptat naștere configurației continentale actuale. Distribuția este în continuare asimetrică, continentele fiind localizate predominant în emisfera nordică, vizavi de bazinul Pacificului.

În mod surprinzător, dintre cele patru planete terestre, doar Pământul prezintă dovezi ale unei tectonici în plăci pe termen lung și omniprezente. Atât Venus, cât și Marte prezintă o geologie dominată de vulcanism bazaltic pe o crustă în mare parte imobilă, cu doar slabe indicii ale unor episoade posibil limitate de mișcare orizontală a plăcilor. Mercur este în mod intrinsec mult mai dens decât celelalte planete terestre, ceea ce implică un nucleu metalic mai mare; suprafața sa este acoperită în cea mai mare parte de cratere de impact, dar prezintă, de asemenea, un model global de cicatrice care sugerează o contracție a planetei, asociată probabil cu răcirea interioară. Aparent esențiale pentru tipul de tectonică a plăcilor care are loc pe Pământ sunt dimensiunile mari ale planetei (prin urmare, flux mare de căldură și crustă subțire), ceea ce elimină Marte, și apă omniprezentă în crustă pentru a înmuia rocile, ceea ce Venus a pierdut foarte devreme în istoria sa. Deși Pământul este într-adevăr activ din punct de vedere geologic și, prin urmare, posedă o suprafață tânără, este posibil ca suprafața planetei Venus să fi fost complet reînnoită prin vulcanism bazaltic global în ultimul miliard de ani, iar mici porțiuni din suprafața planetei Marte să fi cunoscut o eroziune foarte recentă din cauza apei lichide sau a alunecărilor de teren.

.