როდესაც მიწაზე დგახართ, თქვენი ფეხების ქვეშ ძალიან ძნელი და სტაბილური ჩანს. ნებისმიერი მთა, რომელსაც ხედავთ, მყარი და უცვლელი ჩანს. თუმცა სიმართლე ისაა, რომ დედამიწის მიწის ფორმები მილიონობით წლის განმავლობაში მრავალჯერ შეიცვალა და გადავიდა. ეს მიწის ფორმები ცხოვრობს იმაზე, რაც ტექტონიკურ ფირფიტებად არის განსაზღვრული.
TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)
ტექტონიკური ფირფიტების განმარტება ბავშვებისთვის გულისხმობს დედამიწის ქერქზე ფიქრი, როგორც დიდი ფილები, რომლებიც თხევად მოსასხამზე გადადიან. მთები იქმნება და მიწისძვრები იძვრება ტექტონიკური ფირფიტის საზღვრებზე, სადაც ახალი მიწის ფორმები იზრდება და ეცემა.
რა არის ტექტონიკური ფირფიტის განმარტება?
ტექტონიკური ფირფიტების დასადგენად, უმჯობესია დავიწყოთ დედამიწის კომპონენტების აღწერით. დედამიწას აქვს სამი ფენა: ქერქი, მანტია და ბირთვი. ქერქი არის დედამიწის ზედაპირი, სადაც ადამიანები ცხოვრობენ. ეს არის მყარი ზედაპირი, რომელზეც ყოველდღე დადიხართ. ეს არის თხელი ფენა, თხელი ოკეანის ქვეშ და სქელი ლაქებში, სადაც მთაგორია, ჰიმალაის მსგავსი. ქერქი წარმოადგენს დედამიწის ცენტრის იზოლაციას. ქერქის ქვეშ, მანტია მყარია. მოსასხამის მყარი ნაწილი ქერქთან ერთად ქმნის ლითოსფეროს, რომელიც კლდოვანია. მაგრამ რაც უფრო დაბლა მიდიხარ დედამიწაზე, მანტია ხდება მდნარი და აქვს ძალიან ცხელი კლდე, რომელსაც შეუძლია ჩამოსხმა და გაჭიმვა გაუტეხად. მოსასხამის იმ ნაწილს ასთენოსფერო ეწოდება.
ტექტონიკური ფირფიტების განსაზღვრის საუკეთესო გზა არის ის, რომ ისინი ლითოსფეროს ნაწილებია, რომლებიც იშლება უზარმაზარ კლდოვან ფილებად, ან ქერქის ფირფიტებად. არსებობს რამდენიმე მართლაც დიდი ფირფიტა და რამდენიმე პატარა ფირფიტა. ზოგიერთ მთავარ ფირფიტაში შედის აფრიკის, ანტარქტიდისა და ჩრდილოეთ ამერიკის ფირფიტები. ტექტონიკური ფირფიტები ძირითადად ასტენოსფეროზე, ან გამდნარ მოსასხამზე მიცურავს. მართალია უცნაურია ფიქრი, მაგრამ თქვენ სინამდვილეში მცურავ ამ ფილებზე, რომლებსაც ტექტონიკურ ფირფიტებს უწოდებენ. მანტიის ქვეშ დედამიწის ბირთვი ძალიან მკვრივია. მისი გარე ფენა თხევადი და ბირთვის შიდა ფენა მყარია. ეს ბირთვი შედგება რკინისა და ნიკელისგან და ის ძალზე მკაცრი და მკვრივია.
პირველი ადამიანი, ვინც თქვა, რომ ტექტონიკური ფირფიტები არსებობს, იყო გერმანელი გეოფიზიკოსი ალფრედ ვეგენერი, 1912 წელს. მან შეამჩნია, რომ დასავლეთ აფრიკისა და სამხრეთ ამერიკის აღმოსავლეთის ფორმები ისე ჩანდა, თითქოს ისინი ერთმანეთთან თავსატეხს შეეძლოთ. დედამიწის ჩვენება, რომელიც აჩვენებს ამ ორ კონტინენტს და მათ შესაბამისობას, შესანიშნავი საშუალებაა ბავშვებისთვის ფირფიტების ტექტონიკის დემონსტრირებისთვის. ვეგენერი ფიქრობდა, რომ კონტინენტები ერთ დროს უნდა გაერთიანებულიყვნენ და რატომღაც ისე დაშორდნენ მრავალი მილიონი წლის განმავლობაში. მან ამ სუპერკონტინენტს პანგეა დაარქვა და მან კონტინენტების გადაადგილების იდეას "კონტინენტური დრიფტი" უწოდა. ვეგენერმა შემდეგ გაარკვია, რომ პალეონტოლოგებმა ნაპოვნი შესაბამისი ნამარხი ჩანაწერები აღმოაჩინეს როგორც სამხრეთ ამერიკაში, ასევე აფრიკა. ამან ხელი შეუწყო მის თეორიას. სხვა ნაშთები იპოვნეს მადაგასკარის და ინდოეთის, ისევე როგორც ევროპისა და ჩრდილოეთ ამერიკის სანაპიროებზე. ნაპოვნი მცენარეებისა და ცხოველების სახეობებს არ შეეძლოთ უზარმაზარი ოკეანეების გადაღება. ნაშთების ზოგი მაგალითში შედის მიწის ქვეწარმავალი, Cynognathus, სამხრეთ აფრიკაში და სამხრეთ ამერიკაში, ასევე მცენარე Glossopteris, ანტარქტიდაში, ინდოეთსა და ავსტრალიაში.
კიდევ ერთი წარმოდგენა იყო ინდოეთის, აფრიკის, ავსტრალიისა და სამხრეთ ამერიკის კლდეებში არსებული მყინვარების უძველესი მყინვარების შესახებ. სინამდვილეში, პალეოკლიმატოლოგებმა, რომლებმაც ახლა პალეოკლიმატოლოგებს უწოდეს, ახლა უკვე იციან, რომ ამ ზოლიანმა კლდეებმა დაადასტურა, რომ მყინვარები იმ კონტინენტებზე 300 მილიონი წლის წინ არსებობდნენ. ამის საპირისპიროდ, ჩრდილოეთ ამერიკა იმ პერიოდში მყინვარებით არ იყო დაფარული. ვეგენერს არ შეეძლო, თავისი ტექნოლოგიით აეხსნა სრულად როგორ მუშაობდა კონტინენტური დრიფტი. მოგვიანებით, 1929 წელს, არტურ ჰოლმსმა თქვა, რომ მანტიამ თერმული კონვექცია გაიარა. თუ ოდესმე გინახავთ წყლის ჭურჭლის დუღილი, ხედავთ როგორ გამოიყურება კონვექცია: სითბო იწვევს ცხელი სითხის ზედაპირზე ამოსვლას. ზედაპირზე მოხვედრის შემდეგ, თხევადი ვრცელდება, კლებულობს და იძირება უკან. ეს არის ფილების ტექტონიკის კარგი ვიზუალიზაცია ბავშვებისთვის და აჩვენებს, თუ როგორ მუშაობს მანტიის კონვექცია. ჰოლმსი ფიქრობდა, რომ მანტიაში თერმული კონვექცია იწვევს გათბობისა და გაგრილების წესებს, რამაც შეიძლება კონტინენტები წარმოშვას და თავის მხრივ ისევ დაანგრიოს.
ათწლეულების შემდეგ, ოკეანის ფსკერის კვლევამ გამოავლინა ოკეანეების ქედები, გეომაგნიტური ანომალიები, მასიური ოკეანეების სანგრები, ნაკლი და კუნძული რკალები, რომლებიც, როგორც ჩანს, მხარს უჭერდნენ ჰოლმსის იდეებს. შემდეგ ჰარი ჰესმა და რობერტ დეიცმა თქვეს, რომ ზღვის ფსკერის გავრცელება ხდებოდა, რაც ჰოლმსის გამოსაცნობად გაგრძელდა. ზღვის ფსკერის გავრცელება ნიშნავს, რომ ოკეანის ფსკერები ცენტრიდან გაიშალა და ნაპირებზე იძირებოდა და განახლდა. ჰოლანდიელმა გეოდეზისტმა ფელიქს ვენინგ მაინესმა ოკეანის შესახებ საკმაოდ საინტერესო რამ იპოვა: დედამიწის გრავიტაციული ველი არც ისე ძლიერი იყო ზღვის უღრმეს ნაწილებში. ამიტომ მან აღწერა, რომ ეს დაბალი სიმკვრივის არეა გადაიტანეს მანტიამდე კონვექციური დენებით. მანტიაში რადიოაქტიურობა იწვევს სითბოს, რომელიც იწვევს კონვექციას და, შესაბამისად, ფირფიტის მოძრაობას.
რისგან მზადდება ტექტონიკური ფირფიტები?
ტექტონიკური ფირფიტები არის დედამიწის ქერქის ან ლითოსფეროსგან ნატეხი ნატეხები. მათთვის კიდევ ერთი სახელია ქერქის ფირფიტები. კონტინენტური ქერქი ნაკლებად მკვრივია, ოკეანეების ქერქი კი უფრო მკვრივი. ამ ხისტ ფირფიტებს შეუძლიათ სხვადასხვა მიმართულებით გადაადგილება, მუდმივად გადაადგილება. ისინი ქმნიან დედამიწის "თავსატეხებს", რომლებიც ერთმანეთთან ერევა. ისინი დედამიწის ზედაპირის უზარმაზარი, კლდოვანი და მყიფე ნაწილებია, რომლებიც მოძრაობენ დედამიწის მოსასხამში კონვექციური დენების გამო.
კონვექციური სითბო წარმოიქმნება ურანის, კალიუმის და თორიუმის რადიოაქტიური ელემენტებით, ტარის მსგავსი, სითხის მოსასხამში, ასთენოსფეროში. ეს არის უბანი, რომელსაც აქვს წარმოუდგენელი წნევა და სითბო. კონვექცია იწვევს შუა ოკეანეების ქედებისა და ოკეანეების ფსკერის ზემოთ მოქცევას და თქვენ ხედავთ მწვავე მანტის მტკიცებულებებს ლავაში და გეიზერებში. მაგმას აყვავების შემდეგ ის მოძრაობს საპირისპირო მიმართულებით და ეს იშლება ზღვის ფსკერზე. შემდეგ ჩნდება ნაპრალები, წარმოიქმნება მეტი მაგმა და იქმნება ახალი მიწა. მხოლოდ შუა ოკეანეების ქედები ქმნის დედამიწის უდიდეს გეოლოგიურ მახასიათებლებს. ისინი რამდენიმე ათასი მილის სიგრძეს გადიან და აკავშირებენ ოკეანის აუზებს. მეცნიერებმა დააფიქსირეს ზღვის ფსკერის ეტაპობრივი გავრცელება ატლანტის ოკეანეში, კალიფორნიის ყურესა და წითელ ზღვაში. ზღვის ფსკერის ნელი გავრცელება გრძელდება და ტექტონიკური ფირფიტები ერთმანეთისგან იშლება. საბოლოოდ ქედი გადავა კონტინენტური ფირფიტისკენ და ჩაყვინთვის მის ქვეშ, სადაც ეწოდება სუბდუქციის ზონაში. ეს ციკლი მეორდება მილიონობით წლის განმავლობაში.
რა არის ფირფიტის საზღვარი?
ფირფიტების საზღვრები არის ტექტონიკური ფირფიტების საზღვრები. ტექტონიკური ფირფიტების გადაადგილებისა და გადაადგილებისას, ისინი ქმნიან მთაგრეხებს და ცვლიან მიწას ფირფიტების საზღვრებთან. სამი სხვადასხვა ტიპის ფირფიტის საზღვარი ხელს უწყობს ტექტონიკური ფირფიტების შემდგომ განსაზღვრას.
დივერგენტული ფირფიტების საზღვრები აღწერს სცენარს, როდესაც ორი ტექტონიკური ფირფიტა ერთმანეთისგან დაშორებულია. ეს საზღვრები ხშირად არასტაბილურია, ამ განხეთქილების გასწვრივ ლავის ამოფრქვევები და გეიზერებია. მაგმა იჭრება ზემოთ და მყარდება და ქმნის ახალ ქერქს ფირფიტების კიდეებზე. მაგმა ხდება ერთგვარი კლდე, რომელსაც ბაზალტი ეწოდება, რომელიც ოკეანის ფსკერზე მდებარეობს; ამას ოკეანეულ ქერქსაც უწოდებენ. დივერგენციული ფირფიტის საზღვრები წარმოადგენს ახალი ქერქის წყაროს. დივერგენტული ფირფიტის საზღვრის მიწაზე არის თვალშისაცემი თვისება, რომელსაც ეწოდება დიდი რიფტის ხეობა აფრიკაში. შორეულ მომავალში, სავარაუდოდ, კონტინენტი აქ გაიყოფა.
მეცნიერები განსაზღვრავენ ტექტონიკური ფირფიტის საზღვრებს, რომლებიც ერთმანეთს უერთდებიან, როგორც კონვერგენციული საზღვრები. ზოგიერთ მთის ჯაჭვში, განსაკუთრებით კი არეებში, კონვერგენტული საზღვრების მტკიცებულება შეგიძლიათ ნახოთ. ისინი ისე გამოიყურებიან ტექტონიკური ფირფიტების ფაქტობრივი შეჯახების გამო, რომლებიც დედამიწას ბორკილებენ. ეს არის ჰიმალაის მთების ჩამოყალიბების წესი; ინდური ფირფიტა ევრაზიულ ფირფიტასთან შერწყმულია. ასე ჩამოყალიბდა მრავალი მილიონი წლის წინ ბევრად ძველი აპალაჩის მთები. ჩრდილოეთ ამერიკაში მდებარე კლდოვანი მთები არის მთების ახალგაზრდა მაგალითი, რომლებიც ჩამოყალიბებულია კონვერგენულ საზღვრებზე. ვულკანები ხშირად გვხვდება კონვერგენულ საზღვრებში. ზოგიერთ შემთხვევაში, ეს შეჯახებული ფირფიტები აიძულებს ოკეანეების ქერქს მანტიამდე. იგი დნება და კვლავ მოიმატებს მაგმის სახით იმ ფირფიტის საშუალებით, რომელსაც შეეჯახა. გრანიტი არის ერთგვარი კლდე, რომელიც წარმოიქმნება ამ შეჯახებისგან.
მესამე სახის ფირფიტის საზღვარი ეწოდება გარდაქმნის ფირფიტის საზღვარს. ეს ადგილი ხდება მაშინ, როდესაც ორი ფირფიტა სრიალებს ერთმანეთზე. ხშირად, ამ საზღვრების ქვეშ არის რღვევის ხაზები; ზოგჯერ შეიძლება იყოს ოკეანეების კანიონები. ამ ტიპის ფირფიტების საზღვრებს მაგმა არ აქვს. გარდამქმნელი ფირფიტის საზღვრებზე ახალი ქერქი არ იქმნება ან იშლება. მიუხედავად იმისა, რომ გარდაქმნილი ფირფიტების საზღვრები არ იძლევა ახალ მთებსა და ოკეანეებს, ისინი ზოგჯერ მიწისძვრების ადგილია.
რას აკეთებენ ფირფიტები მიწისძვრის დროს?
ტექტონიკური ფირფიტების საზღვრებს ზოგჯერ ბრალის ხაზებს უწოდებენ. ბრალის ხაზები სამარცხვინოა, რადგან მიწისძვრები და ვულკანები მდებარეობს. ამ საზღვრებზე დიდი გეოლოგიური აქტივობა ხდება.
დისვერსიული ფირფიტის საზღვრებზე, ფირფიტები დაშორებულია ერთმანეთისგან და ხშირად არის ლავა. ტერიტორია, სადაც ამ ფირფიტებს განხეთქილება მოაქვს, მიწისძვრისადმი მგრძნობიარეა. კონვერგენციულ საზღვრებზე, მიწისძვრები ხდება ტექტონიკური ფირფიტების ერთად შეჯახებისას, მაგალითად, როდესაც ხდება სუბდუქცია და ერთი მიწის ნაკვეთი იძირება მეორის ქვეშ. მიწისძვრები ასევე ხდება ტექტონიკური ფირფიტების გარდაქმნის ფირფიტების საზღვრებზე ერთმანეთის გასწვრივ. როდესაც ფირფიტები ამას აკეთებენ, ისინი წარმოქმნიან დაძაბულობას და ხახუნის დიდ რაოდენობას. ეს არის ყველაზე გავრცელებული ადგილმდებარეობა კალიფორნიის მიწისძვრებისთვის. ამ „გაფიცვის ზონებმა“ შეიძლება გამოიწვიოს არაღრმა მიწისძვრები, მაგრამ მათ ასევე შეუძლიათ ზოგჯერ ძლიერი მიწისძვრების წარმოქმნა. სან-ანდრეასის ბრალია ასეთი ხარვეზის მთავარი მაგალითი.
ე.წ. "ცეცხლის ბეჭედი" წყნარი ოკეანის აუზში არის აქტიური ტექტონიკური ფირფიტის მოძრაობის არე. როგორც ასეთი, უამრავი ვულკანი და მიწისძვრა ხდება მთელ ამ "ბეჭედში".
ჰავაის კუნძულები არ არიან "ცეცხლის ბეჭდის" ნაწილი. ისინი "ცხელ წერტილს" უწოდებენ, სადაც მაგმა მანტიიდან ქერქამდე გადაიზარდა. მაგმა იფეთქებს, როგორც ლავა და ქმნის გუმბათის ფარს ვულკანებს. თვითონ ჰავაის კუნძული არის უზარმაზარი ფარი ვულკანი, რომლის დიდი ნაწილი ოკეანის ზედაპირის ქვემოთ მდებარეობს. როდესაც თქვენ ჩართავთ ოკეანის ზედაპირის ქვეშ მდებარე ნაწილს, ეს მთა გაცილებით მაღალია ვიდრე ევერესტის მთა! ცხელ წერტილებში მიწისძვრები და ამოფრქვევებია, მაგრამ საბოლოოდ მათზე მდებარე ტექტონიკური ფირფიტები გადაადგილდება და ნებისმიერი ვულკანი გადაშენდება. პატარა კუნძულები, რომლებსაც ატოლები ჰქვია, სინამდვილეში უძველესი ვულკანები არიან ცხელი წერტილებიდან, რომლებიც დროთა განმავლობაში ჩამოიშალა.
მიუხედავად იმისა, რომ მიწისძვრები ხანმოკლე და ძლიერი მოვლენებია, ისინი მრავალი მილიონი წლის განმავლობაში ტექტონიკური ფირფიტების მოკლე მოძრაობის ნაწილია. მთელი კონტინენტების გრძელვადიანი მოძრაობა გასაოცარია ფიქრი. მეცნიერებმა ნაშთებიდან და ოკეანის ფსკერზე არსებულ კლდეებზე არსებული მაგნიტური ზოლებიდან იციან, რომ კონტინენტები გადაადგილდნენ და დედამიწის მაგნიტური ველი შეცვალა. სინამდვილეში, როკ-ჩანაწერები გვიჩვენებს, რომ მაგნიტური ველი რამდენჯერმე გადაერთო, ყოველ რამდენიმე ასეული ათასი წლის განმავლობაში. ამ მაგნიტური ოკეანის ფსკერის დათარიღება ეხმარება მეცნიერებს იმის გაგებაში, თუ როგორ მოძრაობენ ოკეანის ფსკერები დროთა განმავლობაში.
მრავალი მილიონი წლის შემდეგ, კონტინენტები, სავარაუდოდ, ძალიან განსხვავებული მდებარეობით გამოიყურებიან, ვიდრე დღეს. დედამიწის შესახებ დიდი რეალობაა ის, რომ ის კვლავ შეიცვლება. უფრო მეტი იმის ცოდნა, თუ როგორ მუშაობს ფირფიტების ტექტონიკა, მხოლოდ ამ დინამიური დედამიწის გაგებას შეუწყობს ხელს.
