Co způsobuje konvekční proudy na plášti?

Když Alfred Wegener poprvé navrhl, aby se kontinenty dostaly do svých současných pozic, jen málo lidí poslouchalo. Koneckonců, jaká možná síla by mohla pohnout něčím tak velkým jako kontinent?

Zatímco nežil dost dlouho na to, aby byl obhájen, předpokládal Wegenerův hypotetický kontinentální drift v teorii deskové tektoniky. Jeden mechanismus pro pohyb kontinentů zahrnuje konvekční proudy v plášti.

Teplo se pohybuje z oblastí s vyšší teplotou do oblastí s nižší teplotou. Tři mechanismy přenosu tepla jsou záření, vedení a konvekce.

Záření přesouvá energii bez kontaktu mezi částicemi, jako je záření energie ze Slunce na Zemi vakuem vesmíru.

Vedení přenáší energii z jedné molekuly na druhou kontaktem bez pohybu částic, jako když slunce nebo voda ohřívají vzduch přímo nad.

Konvekce nastává pohybem částic. Jak se částice zahřívají, molekuly se pohybují rychleji a rychleji a jak se molekuly pohybují od sebe, hustota klesá. Teplejší, méně hustý materiál stoupá ve srovnání s okolním chladnějším materiálem s vyšší hustotou. Zatímco konvekce obecně označuje tok tekutiny vyskytující se v plynech a kapalinách, konvekce v pevných látkách, jako je plášť, nastává, ale pomaleji.

Teplo v plášti pochází z roztaveného vnějšího jádra Země, rozpadu radioaktivních prvků a v horním plášti tření ze sestupných tektonických desek. Teplo ve vnějším jádru je výsledkem zbytkové energie z formativních dějů Země a energie generované rozpadajícími se radioaktivními prvky. Toto teplo ohřívá základnu pláště na odhadovaných 7 230 ° F. Na hranici pláště a kůry. teplota pláště je odhadována na 392 ° F.

Teplotní rozdíl mezi horní a dolní hranicí pláště vyžaduje přenos tepla. Zatímco vedení se jeví jako zjevnější metoda přenosu tepla, v plášti dochází také ke konvekci. Teplejší, méně hustý skalní materiál poblíž jádra se pomalu pohybuje nahoru.

Poměrně chladnější hornina z vyššího pláště se pomalu potápí směrem k plášti. Jak teplejší materiál stoupá, také se ochlazuje, nakonec je odsunut teplejším stoupajícím materiálem a klesá dolů k jádru.

Materiál pláště teče pomalu, jako hustý asfalt nebo horské ledovce. Zatímco materiál pláště zůstává pevný, teplo a tlak umožňují konvekčním proudům pohybovat materiálem pláště. (Viz Zdroje pro konvekční diagram pláště.)

Desková tektonika poskytuje vysvětlení pro Wegenerovy driftující kontinenty. Desková tektonika ve zkratce uvádí, že povrch Země je rozbit na desky. Každá deska se skládá z desek litosféry, skalní vnější vrstvy Země, která zahrnuje kůru a nejvyšší plášť. Tyto litosférické kousky se pohybují na vrcholu astenosféry, plastové vrstvy v plášti.

Konvekční proudy uvnitř pláště poskytují jednu potenciální hnací sílu pro pohyb desky. Plastický pohyb materiálu pláště se pohybuje jako tok horských ledovců a přenáší litosférické desky, zatímco konvekční pohyb pláště pohybuje astenosférou.

K pohybu desky může také přispět tah desky, sání desky (příkopu) a tlak na hřeben. Tah desky a sání desky znamená, že hmotnost sestupné desky táhne koncové litosférické desky přes astenosféru a do subdukční zóny.

Ridge push říká, že jak se méně husté nové magma stoupající do středu oceánských hřebenů ochladí, hustota materiálu se zvyšuje. Zvýšená hustota zrychluje litosférickou desku směrem k subdukční zóně.

K přenosu tepla dochází také v atmosféře a hydrosféře, abychom jmenovali dvě vrstvy Země, ve kterých probíhají konvekční proudy. Sálavé topení ze slunce ohřívá povrch Země. Toto teplo se přenáší na sousední vzduchovou hmotu vedením. Ohřátý vzduch stoupá a je nahrazen chladnějším vzduchem a vytváří v atmosféře konvekční proudy.

Podobně voda ohřátá sluncem přenáší teplo vedením na nižší molekuly vody. Jak teploty vzduchu klesají, teplejší voda dole se pohybuje zpět k povrchu a chladnější povrchová voda klesá a vytváří v hydrosféře sezónní proudy.

Kromě toho rotace Země pohybuje teplou vodu z rovníku směrem k pólům, což vede k oceánu proudy, které přenášejí teplo z rovníku na póly a tlačí studenou vodu z pólů směrem k rovník.