av Sabine Stanley, Ph.D., Johns Hopkins University
(Bild: USGS/Public domain)
Jorden har sju större tektoniska plattor och några mindre plattor. Plattorna flyter på en svagare övre mantel eller asthenosfär. De har fått sina namn efter de stora kontinenter och havsbottnar som de omsluter. Några större plattor är Stillahavsplattan, den nordamerikanska plattan, den sydamerikanska plattan, den eurasiska plattan och den afrikanska plattan. Den största av dessa plattor, Stillahavsplattan, ligger under Stilla havet. För cirka 250 miljoner år sedan arrangerades alla dessa plattor på ett sådant sätt att de bildade en gigantisk superkontinent som kallas “Pangaea”. Under en tidsperiod ledde dock plattornas rörelse till att Pangaea upplöstes och att de nuvarande kontinentala formerna bildades.
Lär dig mer om kontinentaldriften.
Tektoniska plattor rör sig i snigelfart
De styva plattorna på jordens yta är i ständig rörelse i förhållande till varandra. Dessa plattor rör sig i en mycket långsam takt på cirka några centimeter per år. Detta beror på att fasta ämnen rör sig, flyter och deformeras mycket, mycket långsamt. Material som vatten som har kortare tidsskalor för flödet har lägre viskositet, medan fasta ämnen som stenar har högre viskositet. Därför är den hastighet med vilken fasta material rör sig extremt långsam. På samma sätt skiljer sig viskositeten hos olika lager i jordens mantel åt. Viskositeten hos de litosfäriska plattorna är hundra gånger större än viskositeten hos mantelns övre lager, asthenosfären. Så i jämförelse kommer asthenosfären att flyta mycket snabbare och är mer deformerbar jämfört med litosfären.
Detta är en utskrift från videoserien A Field Guide to the Planets. Se den nu, på The Great Courses Plus.
Tektoniska gränser för plattor: Transform, divergent och konvergent
Trots de tektoniska plattornas långsamma rörelse kan gränserna mellan dessa plattor vara geologiskt aktiva. Detta beror på att dessa tektoniska plattor rör sig relativt till varandra. Rörelsen av de plattentektoniska gränserna kan klassificeras enligt följande:
- Transformgräns – Detta sker när två plattor glider förbi varandra. Ett exempel är Stillahavsplattan som glider åt nordväst i förhållande till den nordamerikanska plattan; detta markeras av den berömda San Andreas-förkastningen. Jordbävningar är vanliga längs dessa förkastningar och San Andreas-förkastningen orsakar några av de kraftiga jordbävningarna i Kalifornien.
- Divergent gräns – Detta inträffar när två tektoniska plattor rör sig bort från varandra. När plattorna rör sig isär öppnas en spricka och den smälta stenen rusar från manteln till ytan. Öppningen eller sprickan bidrar till att sänka trycket i mantelskiktet och låter det smälta materialet komma upp till ytan. Den smälta stenen stelnar sedan och skapar en ny ytskorpa. Exempel på divergerande gränsrörelser i mitten av Atlanten är de afrikanska och sydamerikanska plattorna samt de eurasiska och nordamerikanska plattorna. Den divergerande plattrörelsen i mitten av Atlanten har lett till bildandet av den mellanatlantiska ryggen, en gigantisk bergskedja i mitten av Atlanten. Med en längd på cirka tio tusen mil och en höjd på över en mil är det den längsta bergskedjan på jorden.
- Konvergent gräns – Detta inträffar när två plattor rör sig mot varandra. Den nya skorpan som bildas vid åsarna svalnar och börjar röra sig mot en annan platta. Den tätare av de två plattorna kommer att böja sig under den andra plattan in i manteln. De zoner där plattorna sjunker tillbaka in i manteln kallas subduktionszoner och är geologiskt aktiva. Kraftiga jordbävningar runt Stillahavsplattan är konsekvenser av subduktionerna i dessa områden.
Den subducerande zonen kan dessutom orsaka vulkanutbrott eftersom de subducerande plattorna upplever högre temperaturer och tryck djupt inne i jorden. Faktum är att det finns vulkaner längs hela kanten av Stillahavsplattan från Nord- och Sydamerikas västkust till Asiens östkust. Den serie vulkaner som är knutna till plattan är känd som “Eldringen”.
Lär dig mer om den vulkaniska heta punkten nära en mitthavsrygg som bildas av rörliga tektoniska plattor.
Mantelkonvektion
Den yttre ytan av jorden är kallare jämfört med dess varma inre. I själva verket sjunker en kallare och tätare platta från jordens yta vid subduktionszonen och fortsätter att sjunka ner tills den når gränsen mellan kärna och mantel. Ytterligare nedstigning till kärnan är inte möjlig eftersom kärnan består av järn, som är mycket tätare än mantelberget. Under en period på cirka 200 miljoner år når den subducerade plattan så småningom botten av manteln. Plattan uppnår samma temperatur som stenarna i sin omgivning och blir en del av manteln. Samtidigt bildas nya skorpor vid de mellanoceana ryggarna, och dessa nya ytplattor utsätts för de kallare temperaturerna på jordens yta. Hela denna process kallas för mantelkonvektion. På så sätt återvinns jordens yta ständigt då nya skorpor bildas vid åsarna och gamla ytor förstörs vid subduktionszonerna.
Gamliga frågor om plattektonikens mekanism
Det är en missuppfattning att stenarna i den övre manteln är smälta. Jordens mantel består av fasta bergarter. Trots högre temperaturer i intervallet 1 000-3 500 °C förblir de fasta eftersom de utsätts för tryck på upp till cirka en miljon bar.
När stenarna i manteln smälter stiger plymen upp till ytan som hot-spot-vulkaner. Det finns omkring 40 hot spots över hela världen, och de välkända manifestationerna av dessa är öarna Island och Hawaii.
Ja, undervattensberg reser sig över havet. På platser som Island finns det mer vulkanisk aktivitet än i andra delar av det mellanatlantiska området. Detta beror på att det finns ett antal vulkaner med heta punkter i regionen. Island har också den unika skillnaden att det finns både vulkaner med heta punkter och plattgränser för de nordamerikanska och eurasiska tektoniska plattorna.
Jorden återanvänder ständigt sin yta och även de bäst bevarade delarna av jorden utsätts för kontinuerliga vittringsprocesser, nederbörd och vindar. Detta innebär att jordens gamla ytor snabbt försvinner och att mycket lite av den finns tillgängligt för undersökning.