Kad Alfrēds Vegeners pirmo reizi ierosināja, ka kontinenti ir novirzījušies viņu pašreizējās pozīcijās, maz cilvēku klausījās. Galu galā, kāds iespējams spēks varētu izkustināt kaut ko tik lielu kā kontinents?
Kaut arī viņš nedzīvoja pietiekami ilgi, lai viņu varētu attaisnot, Vegenera hipotēze par kontinenta dreifu attīstījās plātņu tektonikas teorijā. Viens kontinentu pārvietošanas mehānisms ietver konvekcijas strāvas apvalkā.
Siltuma pārnešana vai siltuma pārvietošana
Siltums pārvietojas no augstākas temperatūras apgabaliem uz zemākas temperatūras apgabaliem. Trīs siltuma pārneses mehānismi ir starojums, vadīšana un konvekcija.
Starojums pārvieto enerģiju bez saskares starp daļiņām, piemēram, enerģijas starojums no Saules uz Zemi caur kosmosa vakuumu.
Vadīšana enerģiju no vienas molekulas citai nodod kontaktā, bez daļiņu kustības, tāpat kā tad, kad saulē sasildīta zeme vai ūdens silda gaisu tieši virs.
Konvekcija notiek, pārvietojoties daļiņām. Kad daļiņas sakarst, molekulas pārvietojas arvien ātrāk un, molekulām pārvietojoties, blīvums samazinās. Siltāks, mazāk blīvs materiāls paceļas, salīdzinot ar apkārtējo dzesētāja, lielāka blīvuma materiālu. Kaut arī konvekcija parasti attiecas uz šķidruma plūsmu, kas notiek gāzēs un šķidrumos, konvekcija cietās daļās, piemēram, apvalkā, notiek, bet lēnāk.
Konvekcijas strāvas mantijā
Siltums apvalkā rodas no Zemes izkausētā ārējā kodola, radioaktīvo elementu sabrukšanas un augšējā apvalkā - berzes no lejupejošām tektoniskām plāksnēm. Ārējā kodola siltums rodas no atlikušās enerģijas, kas rodas no Zemes veidojošajiem notikumiem, un no enerģijas, ko rada sabrukušie radioaktīvie elementi. Šis siltums apsilda apvalka pamatni līdz aptuveni 7230 ° F. Pie mantijas un garozas robežas. apmetņa temperatūra ir aptuveni 392 ° F.
Temperatūras starpībai starp apvalka augšējo un apakšējo robežu ir nepieciešama siltuma pārnešana. Lai gan vadīšana šķiet visredzamākā siltuma pārneses metode, konvekcija notiek arī apvalkā. Siltāks, mazāk blīvs klinšu materiāls kodola tuvumā lēnām virzās uz augšu.
Salīdzinoši vēsāka klints, kas atrodas augstāk mantijā, lēnām grimst mantijas virzienā. Siltākajam materiālam paceļoties, tas arī atdziest, galu galā ar siltāku augošu materiālu to nogrūž malā un grimst atpakaļ uz serdi.
Manteles materiāls plūst lēni, piemēram, biezs asfalts vai kalnu ledāji. Kamēr apvalka materiāls paliek ciets, siltums un spiediens ļauj konvekcijas strāvām pārvietot mantijas materiālu. (Skatiet mantijas konvekcijas diagrammas resursus.)
Tektonisko plākšņu pārvietošana
Plātņu tektonika sniedz paskaidrojumu par Vegenera dreifējošajiem kontinentiem. Plākšņu tektonika īsumā norāda, ka Zemes virsma ir sadalīta plāksnēs. Katra plāksne sastāv no litosfēras plāksnēm, kas ir akmeņains Zemes ārējais slānis, kurā ietilpst garoza un augšējais apvalks. Šie litosfēras gabali pārvietojas virs asthenosfēras, plastmasas slāņa apvalka iekšpusē.
Konvekcijas strāvas apvalkā nodrošina vienu potenciālu virzītājspēku plāksnes kustībai. Apmetņa materiāla plastiskā kustība pārvietojas tāpat kā kalnu ledāju plūsma, nesot litosfēras plāksnes, kamēr konvekcijas kustība mantijā pārvieto astenosfēru.
Plātnes kustību var veicināt arī plātņu vilkšana, plātņu (tranšeju) iesūkšana un grēdu nospiešana. Plākšņu vilkšana un plātņu atsūkšana nozīmē, ka lejupejošās plāksnes masa velk aizmugurējo litosfēras plātni pāri astenosfērai un subdukcijas zonai.
Ridge push saka, ka, atdziestot mazāk blīvai jaunajai magmai, kas paceļas okeāna grēdu centrā, materiāla blīvums palielinās. Palielināts blīvums paātrina litosfēras plāksni virzienā uz subdukcijas zonu.
Konvekcijas strāvas un ģeogrāfija
Siltuma pārnese notiek arī atmosfērā un hidrosfērā, nosaucot divus zemes slāņus, kuros notiek konvekcijas strāvas. Starojošā saules sildīšana sasilda Zemes virsmu. Šis siltums caur vadīšanu pāriet uz blakus esošo gaisa masu. Iesildītais gaiss paceļas un tiek aizstāts ar vēsāku gaisu, radot konvekcijas strāvas atmosfērā.
Līdzīgi saules sildīts ūdens caur vadīšanu siltumu pārnes zemākajām ūdens molekulām. Tomēr, samazinoties gaisa temperatūrai, zemāk esošais siltākais ūdens virzās atpakaļ uz virsmu, un aukstāks virszemes ūdens nogrimst, hidrosfērā radot sezonas konvekcijas straumes.
Turklāt Zemes rotācija pārvieto siltu ūdeni no ekvatora uz polu pusi, kā rezultātā rodas okeāns strāvas, kas pārvieto siltumu no ekvatora uz poliem un izstumj no poliem auksto ūdeni virzienā uz ekvators.