KONVEKTIOVIRRAT: MÄÄRITELMÄ, TUTKIMUKSET JA KOPIOT - MAANTIEDE - 2025

Konvektiovirtaukset jatkuvasti liikkuvat jatkuvasti suorittaa luontoa: n levyjä. Vaikka niitä esiintyy yleensä suuressa mittakaavassa, on olemassa tutkimuksia, jotka osoittavat, että niitä on myös pienemmässä mittakaavassa.

Maapallo koostuu ytimestä, vaipasta ja maankuoresta. Vaippa on kerros, jonka voimme löytää ytimen ja kuoren väliin. Tämän syvyys vaihtelee sen planeetan pisteen mukaan, jossa olemme, ja voi ulottua 30 km: n syvyydestä pinnan suhteen jopa 2 900 km: iin.

Kuva blog.educastur.es kautta

Vaippa erotetaan ytimestä ja kuoresta, koska sillä on mekaaninen käyttäytyminen. Se koostuu kiinteästä viskoosista materiaalista. Se on viskoottisessa tilassa johtuen korkeista paineista.

Vaipan lämpötila voi vaihdella 600ºC - 3 500ºC. Sen lämpötilat ovat kylmempiä, sitä lähempänä sitä on pinta ja korkeampia lämpötiloja, sitä lähempänä se on ytimeen.

Voimme jakaa vaipan kahteen osaan, ylempään ja alempaan. Alempi vaippa siirtyy Mohorovičić-epäjatkuvuudesta noin 650 km: n syvyyteen.

Tämä epäjatkuvuus, joka tunnetaan yleisesti nimellä Moho, sijaitsee keskimäärin 35 km syvyydessä, ja se löytyy vain 10 km valtamerten pohjasta. Alempi vaippa olisi 650 km: n syvyinen osa planeetan sisäydimen rajaan asti.

Ytimen ja maankuoren lämpöeron takia konvektiivisia virtauksia syntyy koko vaipassa.

Konvektiovirrat: hypoteesien alkuperä

Vuonna 1915 Alfred Wegenerin kehittämä hypoteesi postuloi mantereiden joukkojen liikkumista. Wegener kertoi, että maanosat liikkuivat merenpohjassa, vaikka hän ei tiennyt kuinka todistaa se.

Vuonna 1929 tunnettu brittiläinen geologi Arthur Holmes hypoteesi, että maapallonkuoren alla voisimme löytää sulan kiven vaipan, joka aiheutti laavan konvektion virtauksia, jotka pakottivat siirtämään tektonisia levyjä ja siten maanosia.

Vaikka teoria oli johdonmukainen, se hyväksyttiin vasta 1960-luvulla, jolloin levytektoniateoriat alkoivat kehittää.

Näissä formulaatioissa väitettiin, että maapallon levyt liikkuivat maan konvektiovoimien takia aiheuttaen iskuja, jotka ovat vastuussa maan pinnan muotoilusta.

Mitä ovat konvektiovirtaukset?

Konvektiovirrat ovat materiaalien virtauksia, jotka tuotetaan maan vaipassa painovoiman avulla. Nämä virrat ovat vastuussa mantereiden siirtämisestä paitsi maanosien, kuten Wegener olettaa, myös kaikkien litosfäärilevyjen, jotka ovat vaipan yläpuolella.

Nämä virrat saadaan aikaan lämpötilan ja tiheyden erojen avulla. Painovoiman avulla ne saavat kuumimmat materiaalit nousemaan pintaa kohti, koska ne ovat vähemmän raskaita.

Tämä tarkoittaa siis, että kylmimmät materiaalit ovat tiheämpiä ja raskaampia, minkä vuoksi ne laskeutuvat kohti maan ydintä.

Kuten aiemmin keskustelimme, vaippa on valmistettu kiinteistä materiaaleista, mutta se käyttäytyy ikään kuin se olisi viskoosia materiaalia, joka deformoituu ja venyy ja joka liikkuu rikkomatta. Se käyttäytyy tällä tavalla korkeiden lämpötilojen ja suuren paineen vuoksi, joille nämä materiaalit kohdistuvat.

Maapallon ytimen läheisyydessä lämpötila voi nousta 3 500ºC: iin, ja vaipan kyseisessä osassa olevat kivet voivat sulaa.

Kiinteiden materiaalien sulaessa ne menettävät tiheyden, joten ne muuttuvat vaaleammiksi ja nousevat pintaan. Kiinteiden materiaalien paine sen yläpuolella saa ne yrittämään laskeutua painonsa vuoksi, mikä sallii kuumimpien materiaalien poistua kohti pintaa.

Nämä ylöspäin suuntautuvat materiaalivirrat tunnetaan lämpöputkina tai plumeina.

Litosfääriin pääsevät materiaalit voivat ylittää sen, ja juuri se muodostaa mantereiden pirstoutumisen.

Merellisen litosfäärin lämpötila on paljon alhaisempi kuin vaipan lämpötila, joten suuret kylmät palat uppoutuvat vaippaan aiheuttaen laskutoimituksia. Nämä downdrafts voivat siirtää kylmän valtameren litosfäärin paloja lähellä ydintä.

Nämä tuotetut virrat, olivatko nousevia tai laskevia, toimivat kuin rulla, muodostaen konvektiosoluja, mikä antaa aihetta selittää maankuoren tektonisten levyjen liikettä.

Kritisoit näitä teorioita

Uudet tutkimukset ovat muuttaneet konvektiosoluteoriaa hiukan. Jos tämä teoria olisi totta, kaikissa maan pinnan muodostavissa levyissä tulisi olla konvektiosolu.

On kuitenkin levyjä, jotka ovat niin suuria, että yhdellä konvektiosolulla tulisi olla suuri halkaisija ja suuri syvyys. Tämä aiheuttaisi joidenkin solujen menemisen syvälle ytimeen.

Näiden uusimpien tutkimusten avulla on saatu ajatus, että on olemassa kaksi erillistä konvektiivista järjestelmää, tästä syystä maapallolla on ollut lämpöä niin kauan.

Seismisten aaltojen tutkimukset ovat mahdollistaneet tiedon maan sisälämpötilasta ja suorittaneet lämpökartan.

Nämä seismisestä aktiivisuudesta saadut tiedot tukevat teoriaa, että on olemassa kahden tyyppisiä konvektiosoluja, joista jotkut ovat lähempänä maapallonkuorta ja toiset lähempänä ydintä.

Nämä tutkimukset viittaavat myös siihen, että tektonisten levyjen liikkeet eivät johdu pelkästään konvektiosoluista, vaan että painovoima auttaa työntämällä sisimmät osat pintaa kohti.

Kun levyä venytetään konvektiovoimilla, painovoima kohdistaa siihen painetta ja ne lopulta rikkoutuvat.

Viitteet

1. Dan, Mckencie; Frank Ritcher (1997) Konvektiovirrat maan vaipassa. Tutkimus- ja tiedelehti Nº4.
2. Archibald Geikie (1874) geologia.
3. JACKSON, Julia A. Geologian sanasto. Geologian sanasto, kirjoittanut JA Jackson. Berliini: Springer.
4. DAVIS, John C.; SAMPSON, Robert J. Tilastot ja tietoanalyysi geologiassa.
5. DAVIS, George Herbert; REYNOLDS, Stephen J. Kivien ja alueiden rakennegeologia. Kivien ja alueiden rakennegeologiassa. Wiley, 1996.
6. SUPPE, John. Rakennegeologian periaatteet. Prentice Hall, 1985.
7. BILLINGS, Marland P. Rakennegeologia. Prentice-halli, 1954.