TEKTONISET LEVYT: TEORIA, TYYPIT, LIIKE, SEURAUKSET - MAANTIEDE - 2025

Tektoniset tai litosfäärin levyt ovat lohkoja tai fragmentit, jotka litosfäärin on jaettu, joka siirtää vetää maan vaipan. Nämä levyt on muodostettu vaipasta ja integroitu siihen uudelleen jatkuvassa prosessissa viimeisen 3 miljardin vuoden jälkeen.

Wegenerin (mannermainen ajautuminen) ja Hessin (valtamerenpohjan laajennus) teorioista levytektonian teoria yhdistettiin. Tämä teoria olettaa kahden tektonisen levyn perustyypin olemassaolon: valtameren ja manner.

Päätektoniset levyt. Lähde: USGS - espanjankielinen versio Daroca90 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Litosfäärissä on useita kymmeniä vaihtelevan mittaisia ​​tektonisia levyjä ja kahdeksan suurinta on: Euraasian, Afrikan, Australian, Pohjois-Amerikan, Etelä-Amerikan, Nazcan, Tyynenmeren ja Etelämantereen. Nämä levyt liikkuvat vaipan ja litosfäärin dynamiikan ansiosta lämpövuon aiheuttamilla konvektiovirtauksilla.

Vaippavirtauksen jännitys vetää jäykän kuoren, joka halkeilee ja erottaa levyjen muodostaen. Kun valtameren levyt erottuvat, magma (sula suolainen basaltti) nousee pinnalle ja muodostuu uusi valtameren pohja.

Levyteoria

Levyteorian alkuperä

Teorian lähtökohtana on Alfred Wegenerin ehdotukset vuonna 1915 mannermaisesta ajetuksesta. Wegener postuloi, että kaikki maanosat olivat yhdistyneitä ja sitten pirstoutuneita, erottelevia ja törmäileviä.

Wegener päätteli johtopäätöksensä tutkimalla maanosien geologiaa ja muotoja sekä tietoja eläimistön ja kasviston fossiilien jakautumisesta. Esimerkiksi, kun verrataan Etelä-Amerikan itäreunaa Afrikan länsireunaan, huomataan, että ne sopivat yhteen kuin kaksi palapelin palaa.

Myöhemmin, vuonna 1960, Harry Hess ehdotti teoriaa merenpohjan laajenemisesta antaen selityksen levytektonikan mekanismille. Myöhemmin teoriaa vahvistettiin John Tuzo Wilsonin tekemällä merenpohjan laajennuksella ja Jason Morganin ehdotuksilla vuonna 1963 vaipan höyhenten olemassaolosta.

Maapallonkuoren ja vaipan koostumuksesta ja dynamiikasta kertyneenä todisteena levytektonian teoria vahvistettiin.

Maan muotoilu

Maa syntyi osana aurinkokuntaa pyörivän kosmisen pölyn tiivistymisprosessissa, jolle kohdistui painovoima. Tämä pölymassi altistettiin korkeille lämpötiloille ja sen jäähtyessä sen tiheys ja paino lisääntyivät.

Tämä prosessi antoi sille nykyisen pyöristetyn muodon, pullistunut päiväntasaajassa ja litistynyt napojen kohdalle (rappeutunut spheroid).

kerroksia

Painovoima vetovoima määritti, että tiheimmät materiaalit olivat kohti keskustaa ja vähiten tiheä ulkopuolella. Tämän geoidin jäähdytys ulkopuolelta sisälle määritti rakenteen eriytettyihin samankeskisiin kerroksiin.

Ulompi kerros kovettui jäähtyessään 4,4 miljardia vuotta sitten, jolloin muodostui suhteellisen ohut (5-70 km) kuori, joka koostui silikaateista, nimeltään kuori. Mannerkuoren tiheys on pienempi kuin valtamerenkuoren tiheys.

Maapallon kerrokset. Lähde: Vektoroitu ja käännetty englanninkielisestä versiosta, kirjoittanut Jeremy Kemp. Perustuu USGS: n havaintoelementteihin. http://pubs.usgs.gov/publications/text/inside.html / Julkinen

Kuoren alla on viskoosia kerrosta, joka on noin 2 855 km ja jota kutsutaan vaipana, ja lopulta hehkuva ydin, joka muodostuu pääasiassa raudasta. Tämä ydin, jonka läpimitta on noin 3 481 km, on jaettu kahteen kerrokseen, kiinteän raudan ja nikkelin sisäydin ja ulkoinen nestemäinen ydin.

Kerrosten ja voimalevytekniikan mekaaniset ominaisuudet

Levytektonisen mekaniikan kannalta merkityksellisimmät kerrokset ovat kuori ja vaippa.

Kuori on jäykkä, vaikkakin hieman plastisuudesta ja muodostaa yhdessä vaipan yläkerroksen kanssa litosfäärin. Se on jaettu erikokoisiin fragmentteihin tai levyihin, joita kutsutaan tektonisiksi levyiksi.

Astenosfääri

Vaippa puolestaan ​​koostuu kahdesta eri kerroksesta, ylempi ja alempi vaippa. Ylävaippa on vähemmän viskoosia, mutta nestemäistä, kun taas alempi (korkeamman paineen ja lämpötilan alaisena) on viskoottisempi.

Vaipan yläkerrosta kutsutaan astenosfääriksi, ja sillä on tärkeä rooli ollessaan suoraan kosketuksessa litosfäärin kanssa. Astenosfääri aiheuttaa tektonisten levyjen liikkumisen, toisin sanoen mantereen siirtymisen, ja tuottaa harjanteisiin uuden valtamerenpohjan.

Toisaalta se synnyttää kuumia pisteitä tai magman kerääntymisiä kuoren alle vaipan höyhenten takia. Nämä ovat magman pystysuoraa kanavaa, joka ulottuu astenosfääristä kuoreen.

Prosessitekijät ja voimat

Maapallon muodostavien materiaalien tiheys ja painovoima määrittivät kerrosten järjestelyn. Kasvava paine ja lämpötila maan sisällä määrittelevät näiden kerrosten mekaaniset ominaisuudet, toisin sanoen niiden jäykkyyden tai juoksevuuden.

Toisaalta materiaalien liikkumista maan sisällä edistävät voimat ovat lämpövuoto ja painovoima. Erityisesti konvektiolämmönsiirto on avain levyn tektonisen liikkeen ymmärtämiseen.

Konvektio ilmenee vaippa-aineen kiertona, jossa lämpimät alakerrokset nousevat ja syrjäyttävät viileämpiä yläkerroksia, jotka laskeutuvat. Nousevat kerrokset menettävät lämpöä, kun taas laskeutuvat kerrokset nostavat lämpötilaaan, ajaen siten sykliä.

Valtameren harju

Tietyillä syvän valtameren alueilla on vulkaanisia vuoristoja, jotka ovat alueita, joissa levyjen repeämä tapahtui. Nämä murtumat syntyvät astenosfäärin työntämän litosfäärin liikkeen aiheuttamista jännityksistä.

Viskoottisen vaipan virtaus painottaa jäykkää kuorta ja erottaa tektoniset levyt. Näillä alueilla, joita kutsutaan keski-valtameren harjuiksi, sula basaltti nousee sisäisten paineiden takia ja ilmaantuu kuoren läpi muodostaen uuden valtamerenpohjan.

Tektonisten levyjen tyypit

Tektoniset levyt ovat pohjimmiltaan kahden tyyppisiä, valtamerellisiä ja mannermaisia, jolloin syntyy kolme mahdollista konvergenssirajojen tasoa levyjen välillä. Nämä ovat mannerjalustan lähentymistä yhtä valtamerta kohti, yhtä valtamerta toista valtamerta kohti ja yksi mannerosaa toista mannerosaa kohti.

Valtamerilevyt

Ne muodostuvat valtameren kuoresta (tiheämpi kuin mannerosa), ja ne koostuvat raudasta ja magnesiumsilikaateista (mafikivikivet). Näiden levyjen kuori on ohuempi (keskimäärin 7 km) mantereen kuoreen verrattuna, ja se on aina meriveden peitossa.

Mannerlevyt

Mannerkuori koostuu natrium-, kalium- ja alumiinisilikaateista (felsikiveistä), joiden tiheys on pienempi kuin valtameren kuoren. Se on paksumman kuoren lautanen, joka on vuoristoalueilla jopa 70 km paksu.

Se on todella sekoitettu lautanen, jossa, vaikka mantereen kuori onkin vallitseva, siellä on myös valtameren osia.

Maailman tektoniset levyt

Levytektoninen rajakartta. Daroca90 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Perinteisesti tunnustetaan 7 suurta tektonista levyä: Euraasian, Afrikan, Australian, Pohjois-Amerikan, Etelä-Amerikan, Tyynenmeren ja Etelämantereen. Samoin on välilevyjä, kuten Nazca, Filippiinit, Coco ja Karibia sekä muut hyvin pienet.

Jotkut pienikokoiset ovat Anatolian ja Egeanmeren alueita, ja vain Länsi-Tyynenmeren alueella sijaitsee yli 20 pientä tektonista levyä.

- Päälevyt

• Afrikkalainen lautanen
• Etelämanner-levy
• Arabialainen levy
• Kookospähkinälevy
• Juan de Fucan plakki
• Nazca-levy
• Karibian levy
• Tyynenmeren levy
• Euraasian levy
• Filippiinien levy
• Indo-australialainen levy
• Pohjois-Amerikan levy
• Scotia -merkki
• Etelä-Amerikan levy
• Australian levy

Jotkut tärkeimmistä kuvataan alla:

Euraasian levy

Tähän tektoniseen levyyn kuuluu Eurooppa, melkein koko Aasia, osa Pohjois-Atlanttia ja arktista aluetta. Aasiaa lukuun ottamatta Hindustan, Kaakkois-Aasia ja Kaukoidän Siperia, Mongolia ja Kiina.

Se on pääosin mannermainen tektoninen levy, jolla on erilaiset rajat Atlantin harjanteelle länteen. Etelään se edustaa lähentyvää rajaa Afrikan, Arabian ja Intian levyjen kanssa ja itään erilaisten pienten manner mannerlaattojen kanssa.

Afrikkalainen lautanen

Tämä kattaa itäisen Atlantin ja melkein koko Afrikan mantereen paitsi sen itäisen nauhan, joka vastaa Arabian ja Somalian levyjä. Tämän levyn rajat ovat erilaiset koko kehällä, paitsi sen kosketuksessa yhtenäisen Euraasian levyyn.

Australian levy

Australian tektoninen levy sisältää Australian, Uuden-Seelannin ja osat Lounais-Tyynenmeren alueelta. Australian kilpi näyttää erilaiset rajat etelään ja länteen, kun taas pohjoiseen ja itään sen rajat ovat lähentyneet.

Pohjois-Amerikan levy

Se kattaa koko Pohjois-Amerikan mantereen Jukatanin niemimaalla, Grönlannissa, Islannin osassa, Länsi-Pohjois-Atlantin ja arktisen alueen alueilla. Tämän levyn rajat eroavat Atlantin harjanteesta itään ja yhtyvät Tyynellämerellä.

Tyynenmeren rannikolla se on vuorovaikutuksessa kahden pienen levyn kanssa, joilla on muuttuvat rajat (Coco ja Juan de Fuca).

Etelä-Amerikan levy

Se sisältää saman nimen subkontinentin ja sillä on erilaiset rajat Atlantin harjanteesta. Länsipuolella se näyttää yhtenäiset rajat Nazca-levyn kanssa, lounaaseen Antarktikan kanssa ja pohjoisessa vuorovaikutuksessa Karibian levyn kanssa.

Tyynenmeren levy

Se on valtamerilautanen, jonka rajat eroavat Tyynenmeren harjanteesta ja erottavat sen Nazcan laatasta. Toisaalta pohjoisessa ja lännessä sillä on yhtenäiset rajat Pohjois-Amerikan, Euraasian, Filippiinien ja Australian levyjen kanssa.

Etelämanner-levy

Tämä tektoninen levy sisältää koko Etelämantereen mannerosan ja samannimisen valtameren, jonka kehällä on erilaisia ​​rajoituksia.

Nazca-levy

Se koostuu merialueesta, joka alistuu Etelä-Amerikan levyn länsirannikolle (lähentyminen). Vaikka se eroaa pohjoiseen Coco-levyn kanssa ja etelään Antarktisen kanssa.

Toisaalta länteen se poikkeaa Tyynenmeren levystä harjanteeltaan ja törmäys Etelä-Amerikan levyn kanssa johti Andien vuoristoon.

- Toisiolevyt

• Amuria-levy
• Apulian tai Adrianmeren taso
• Lintupäälevy tai Doberai
• Arabialainen levy
• Altiplanon lautanen
• Anatolian levy
• Burman levy
• Pohjois-Bismarck-levy
• Etelä-Bismarck-levy
• Chiloé-levy
• Futuna lautanen
• Gordan lautanen
• Juan Fernández plakki
• Kermadec-levy
• Manus levy
• Maoke-levy
• Nubian levy
• Okhotskin levy
• Okinawan levy
• Panaman levy
• Pääsiäinen levy
• Voileipälevy
• Shetlannin levy
• Timorin lautanen
• Tonga-levy
• Anturilevy
• Karoliinien plakki
• Mariana levy
• Uusien Hebridien levy
• Pohjois-Andien levy

Levyn tektoniset liikkeet

Tektoniset levyt tai rajatut litosfäärin fragmentit liikkuvat kuljettaen astenosfäärin liikkeen kautta. Konvektiovirrat saavat vaipan viskoosin materiaalin liikkumaan muodostaen kiertosoluja.

- "kuljetinhihna"

Yläkerroksen vaipan (astenosfääri) vaipan materiaali laskee alhaisemmassa lämpötilassa työntäen kuuman materiaalin alapuolelle. Tämä kuumempi materiaali on vähemmän tiheää ja nousee, syrjäyttää aineen ja saa sen liikkumaan vaakasuorassa, kunnes se jäähtyy ja laskee uudelleen.

Liike litosfäärissä. Lähde: USGS / julkinen

Tämä vaipan viskoosisen virtauksen virta vetää kiinteästä materiaalista (litosfääri) muodostetut tektoniset levyt.

Uusi merenpohja

Kun tektoniset levyt liikkuvat, magma (sula suolainen basaltti) vaipan sisältä syntyy erotuspisteissä. Tämä syntyvä basaltti luo uuden merenpohjan, työntää vanhan substraatin vaakatasossa ja kuori laajenee.

subduction

Kun merenpohja laajenee, se törmää maanosan massoihin. Koska tämä pohja on tiheämpää kuin mannerjalusta, se vajoaa sen alapuolelle (subduktio), joten se sulaa ja tulee jälleen osaksi vaippaa.

Tällä tavalla materiaali seuraa konvektion ohjaamaa kiertoa ja tektoniset levyt ajautuvat planeetan pinnan yli.

- Mannerlaattojen liikunta

Konvektion aiheuttama vaipan ja litosfäärin tektonisten levyjen liikkuminen aiheuttaa mantereen ajautumista. Tämä on mantereiden suhteellinen siirtymä toisiinsa nähden.

Tektonisten levyjen alkuperästä lähtien noin 3 miljardia vuotta sitten, ne ovat sulautuneet ja jakautuneet eri aikoina. Suurimman osan mannertenjoukkojen viimeinen suuri yhtymäkohta tapahtui 300 miljoonaa vuotta sitten Pangean super mannerjaon muodostuessa.

Sitten, kun liikkeet jatkuivat, Pangea pirstoutui uudelleen muodostaen nykyiset maanosat, jotka jatkavat liikkumistaan.

Levyjen väliset rajat

Tektoniset levyt ovat kosketuksissa toisiinsa muodostaen kolme perustyyppiä rajoituksia niiden suhteellisesta liikkeestä riippuen. Kun kaksi levyä törmäävät toisiinsa, sitä kutsutaan konvergenssiksi tai tuhoavaksi rajaksi, olipa se sitten kohtisuora (törmäävät päähän päin) tai vino.

Toisaalta, kun levyt liikkuvat toisistaan, sitä kutsutaan divergenssiksi tai rakentavaksi rajaksi, mikä on meriveden harjanteiden tapaus. Esimerkki erilaisesta rajasta on Etelä-Amerikan ja Afrikan levyjen erottaminen Atlantin harjanteelta.

Kun taas kaksi levyä hierovat sivuttain liikkuen vastakkaisiin suuntiin muunnosvikaa pitkin, sitä kutsutaan muuntamisrajaksi. Kaliforniassa tapahtuu Pohjois-Amerikan ja Tyynenmeren levyjen välisen rajan muutos, joka muodostaa San Andrés -vian.

Himalajan nousu johtuu intialaisen levyn törmäyksestä Euraasian levyyn, joka on kohtisuoraan yhtenäinen raja. Tässä tapauksessa se on kahden mantereen levyn yhdentyminen, joten tukkeutuminen tapahtuu (kahden mantereen massan integraatio, joka nostaa helpotusta).

Liikkeen suunta

Maan pyörimisliikkeen takia tektoniset levyt liikkuvat kiertämällä kuvitteellisen akselin ympäri. Tämä liike merkitsee sitä, että kaksi törmäävää levyä vaihtelevat kulmansa suhteen täysin yhdentyvästä (ortogonaalisesta) rajasta vinoon.

Sitten ne liikkuvat sivusuunnassa vastakkaisiin suuntiin (muuttuva raja) ja lopulta ne ottavat erilaisen liikkeen erottelemalla.

Liikenopeus

Kuvatut liikesuunnat havaitaan miljoonien vuosien ajanjaksoina, koska mantereen siirtymisen asteikko on mitattu millimetreinä vuodessa. Siksi ihmisen mittakaavassa ei ole helppo havaita ajatusta tektonisten levyjen siirtymisestä.

Esimerkiksi afrikkalainen lautanen törmää Euraasian lautasen kanssa, joka muodostaa Iberian niemimaalla sijaitsevan Betic-vuoriston, nopeudella 5 mm / vuosi. Suurin sallittu nopeus on Tyynen Tyynenmeren harjanteen aiheuttama siirtymä, joka on 15 mm / vuosi.

Liikkeen seuraukset

Tektonisten levyjen liike vapauttaa energian planeetan sisäpuolelta levyjen rajoissa mekaanisesti (maanjäristykset) ja termisesti (vulkanismi). Siirtymä, iskut ja kitkat puolestaan ​​muovaavat maan ja valtameren helpotusta.

- Tulivuoren toiminta

Vaipan lämpövuoto ja sen kierto kiertoilmalla työntää sulan magman tai basaltin kohti pintaa aiheuttaen tulivuorenpurkauksia. Nämä puolestaan ​​aiheuttavat katastrofeja karkottamalla laavat, kaasut ja hiukkaset, jotka saastuttavat ympäristöä.

Vulkaaniset saarikaaret ja mantereen vulkaaniset kaaria

Kahden valtameren levyn lähentyminen voi tuottaa tulivuoriketjuja, jotka syntyessään alkavat saarten kaaria. Merenpohjaisen laatan ja mantereen levyn lähentyessä muodostuu mantereen tulivuorekaarit, kuten Meksikon välinen vulkaaninen vyö.

- Seisminen toiminta

Tektonisten levyjen törmäys ja erityisesti muutosrajat aiheuttavat seismisiä liikkeitä tai maanjäristyksiä. Jotkut heistä saavuttavat suuren mittakaavan ja vaikuttavat kielteisesti ihmisiin, tuhoavat infrastruktuurin ja aiheuttavat ihmisten kuoleman.

San Andrésin vika (Yhdysvallat). Lähde:

Näiden ilmiöiden seurauksia ovat vuoroveden aallot tai tsunamit, kun seisminen liike tapahtuu valtameressä.

- Maan helpotus

Tektonisten levyjen liikkuminen ja vuorovaikutus toistensa kanssa mallinntavat maan helpotusta ja merenpohjaa. Suuret mannermaiset vuorijonoalueet, kuten Andit ja Appalachit, ovat tektonisten levyjen lähentymisen tulosta subduktiota tapahtuessa ja Himalajan taskujen kaventamista.

Isostaattisesta tai painovoimaisesta tasapainosta johtuen vuorostaan, kun yksi alue nousee, toinen muodostetaan masennuksena tai tasangona. Diastrofiset prosessit, kuten viat, taitto ja muut, johtuvat tektonisten levyjen liikkeistä.

- Sää

Mannermassojen jakauma vaikuttaa merivirtojen järjestelmään ja maailman ilmastoon. Levyjen yhdentymisestä johtuvat suuret mantereen massat muodostavat kuivemmat mantereen sisätilat, jotka puolestaan ​​vaikuttavat veden kiertoon.

Samoin subduktio- ja obduktioprosessien aiheuttamat vuoristoiset korkeudet vaikuttavat tuulen toimintaan ja sateiden jakautumiseen.

Viitteet

1. Alfaro, P., Alonso-Chaves, FM, Fernández, C. ja Gutiérrez-Alonso, G. (2013). Levytektooniikka, integroiva teoria siitä, miten planeetta toimii. Käsitteelliset ja didaktiset perustat. Maatieteiden opetus.
2. Engel, AEJ ja Engel, CG (1964). Basalttien koostumus Keski-Atlantin harjanteelta. Science.
3. Fox, PJ ja Gallo, pääosasto (1984). Tektoninen malli harjannemuunnoksesta-harjanteesta vastaavien levyjen rajoille: vaikutukset valtameren litosfäärin rakenteeseen. Tectonophysics.
4. Pineda, V. (2004). Luku 7: Merenpohjan morfologia ja rannikkoominaisuudet. Julkaisussa: Werlinger, C (toim.). Meribiologia ja meritiede: Käsitteet ja prosessit. I osa
5. Rodríguez, M. (2004). Luku 6: Levytekniikka. Julkaisussa: Werlinger, C (toim.). Meribiologia ja meritiede: Käsitteet ja prosessit. I osa
6. Romanowicz, B. (2009). Tektonisten levyjen paksuus. Science.
7. Searle, RC ja Laughton, AS (1977). Keskimääräisen Atlantin harjanteen ja Kurchatovin murtumavyöhyke-sonaritutkimukset. Geofysikaalisen tutkimuksen lehti.
8. Sudiro, P. (2014). Maan laajenemisteoria ja sen siirtyminen tieteellisestä hypoteesista pseudotieteelliseen uskomukseen. Hist. Geo Space Sci.