By Sabine Stanley, Ph.D., Johns Hopkins University

Ziemia ma siedem głównych płyt tektonicznych i kilka mniejszych płyt. Płyty unoszą się na słabszym górnym płaszczu lub astenosferze. Ich nazwy pochodzą od nazw głównych kontynentów i dna oceanów, które obejmują. Niektóre z głównych płyt to Płyta Pacyficzna, Płyta Północnoamerykańska, Płyta Południowoamerykańska, Płyta Euroazjatycka i Płyta Afrykańska. Największa z tych płyt, Płyta Pacyficzna, leży pod Oceanem Spokojnym. Około 250 milionów lat temu wszystkie te płyty były ułożone w taki sposób, że tworzyły jeden gigantyczny superkontynent zwany “Pangaea”. Jednak w pewnym okresie czasu ruch płyt doprowadził do rozpadu Pangaea i powstania obecnych kształtów kontynentów.

Dowiedz się więcej o dryfie kontynentalnym.

Płyty tektoniczne poruszają się w tempie ślimaka

Sztywne płyty powierzchni Ziemi są w ciągłym ruchu względem siebie. Płyty te poruszają się w bardzo wolnym tempie około kilku centymetrów rocznie. Dzieje się tak dlatego, że ciała stałe poruszają się, płyną i deformują bardzo, bardzo powoli. Materiały takie jak woda, które mają krótszy czas przepływu, mają mniejszą lepkość, podczas gdy ciała stałe, takie jak skały, mają większą lepkość. W związku z tym, prędkość, z jaką ciała stałe będą się poruszać, będzie niezwykle powolna. Podobnie, lepkość poszczególnych warstw płaszcza Ziemi jest różna. Lepkość płyt litosferycznych jest sto razy większa niż lepkość górnej warstwy płaszcza, astenosfery. Tak więc, dla porównania, astenosfera będzie płynąć znacznie szybciej i jest bardziej odkształcalna w porównaniu z litosferą.

To jest transkrypcja z serii wideo A Field Guide to the Planets. Oglądaj już teraz, na The Great Courses Plus.

Granice tektoniczne płyt: Transformacyjne, rozbieżne i zbieżne

Pomimo powolnego ruchu płyt tektonicznych, granice między tymi płytami mogą być aktywne geologicznie. Dzieje się tak dlatego, że te płyty tektoniczne poruszają się względem siebie. Ruch granic tektonicznych płyt może być sklasyfikowany w następujący sposób:

• Granica transformacji – występuje, gdy dwie płyty przesuwają się obok siebie. Jednym z przykładów jest płyta pacyficzna przesuwająca się na północny zachód w stosunku do płyty północnoamerykańskiej; jest to zaznaczone przez słynny uskok San Andreas. Trzęsienia ziemi są powszechne wzdłuż tych uskoków, a uskok San Andreas powoduje niektóre z silnych trzęsień ziemi w Kalifornii.

• Granica rozbieżna – występuje, gdy dwie płyty tektoniczne oddalają się od siebie. Kiedy płyty oddalają się od siebie, otwiera się szczelina i stopione skały pędzą z płaszcza na powierzchnię. Otwór lub szczelina pomaga obniżyć ciśnienie w warstwie płaszcza i pozwala stopionemu materiałowi wydostać się na powierzchnię. Stopiona skała następnie krzepnie tworząc nową skorupę powierzchniową. Przykłady rozbieżnych ruchów granicznych w środkowej części Oceanu Atlantyckiego obejmują płytę afrykańską i południowoamerykańską, a także płytę euroazjatycką i północnoamerykańską. Rozbieżne ruchy płyt w środkowym Atlantyku doprowadziły do powstania Grzbietu Śródatlantyckiego, gigantycznego pasma górskiego na środku Oceanu Atlantyckiego. Rozciągając się na długości około dziesięciu tysięcy mil i wysokości ponad mili, jest to najdłuższe pasmo górskie na Ziemi.

• Granica zbieżności – występuje, gdy dwie płyty poruszają się względem siebie. Nowa skorupa utworzona na grzbietach ochładza się i zaczyna przesuwać się w kierunku innej płyty. Gęstsza z dwóch płyt zapada się pod drugą płytą do płaszcza. Strefy, w których płyty zapadają się z powrotem do płaszcza, znane są jako strefy subdukcji i są aktywne geologicznie. Silne trzęsienia ziemi wokół Płyty Pacyficznej są konsekwencją subdukcji w tych regionach.
  W dodatku strefy subdukcji mogą również powodować erupcje wulkaniczne, ponieważ płyty subdukujące doświadczają wyższych temperatur i ciśnień w głębi Ziemi. W rzeczywistości wulkany występują wzdłuż całego brzegu płyty pacyficznej od zachodnich wybrzeży Ameryki Północnej i Południowej do wschodnich wybrzeży Azji. Seria wulkanów związanych z tą płytą jest znana jako “Pierścień ognia”.

Dowiedz się więcej o wulkanicznym gorącym punkcie w pobliżu grzbietu śródoceanicznego, utworzonego przez przemieszczające się płyty tektoniczne.

Konwekcja płaszczowa

Zewnętrzna powierzchnia Ziemi jest chłodniejsza w porównaniu z jej gorącym wnętrzem. W efekcie zimniejsza i gęstsza płyta z powierzchni Ziemi zapada się w strefie subdukcji i kontynuuje opadanie aż do osiągnięcia granicy jądro-mantyl. Dalsze zejście do jądra nie jest możliwe, ponieważ jądro składa się z żelaza, które jest znacznie gęstsze niż skały płaszcza. W ciągu około 200 milionów lat płyta subdukcyjna osiąga w końcu dno płaszcza. Płyta osiąga taką samą temperaturę jak skały w jej otoczeniu i staje się częścią płaszcza. Równocześnie na grzbietach śródoceanicznych powstają nowe skorupy, a te nowe płyty powierzchniowe są wystawione na działanie chłodniejszych temperatur panujących na powierzchni Ziemi. Cały ten proces nazywany jest konwekcją płaszczową. W ten sposób powierzchnia Ziemi jest stale poddawana recyklingowi, ponieważ nowe skorupy są tworzone na grzbietach, a stare powierzchnie są niszczone w strefach subdukcji.

Powszechne pytania dotyczące mechanizmu tektoniki płyt