Când Alfred Wegener a propus pentru prima dată că continentele se îndreptaseră în pozițiile lor actuale, puțini oameni au ascultat. La urma urmei, ce forță posibilă ar putea muta ceva la fel de mare ca un continent?
În timp ce el nu a trăit suficient de mult timp pentru a fi justificat, deriva continentală ipotetică a lui Wegener a evoluat în teoria tectonicii plăcilor. Un mecanism pentru deplasarea continentelor implică curenții de convecție din manta.
Transfer de căldură sau căldură în mișcare
Căldura se deplasează din zonele cu temperatură mai mare în zonele cu temperatură mai scăzută. Cele trei mecanisme pentru transferul de căldură sunt radiațiile, conducția și convecția.
Radiația mută energia fără contact între particule, cum ar fi radiația energiei de la Soare la Pământ prin vidul spațiului.
Conducerea transferă energia de la o moleculă la alta prin contact, fără mișcarea particulelor, ca atunci când solul încălzit de soare sau apa încălzește aerul direct deasupra.
Convecția are loc prin mișcarea particulelor. Pe măsură ce particulele se încălzesc, moleculele se mișcă din ce în ce mai repede și, pe măsură ce moleculele se separă, densitatea scade. Materialul mai cald, mai puțin dens, crește în comparație cu materialul mai rece, cu densitate mai mare. În timp ce convecția se referă, în general, la fluxul de fluid care apare în gaze și lichide, convecția în solide, cum ar fi mantia, are loc, dar cu o viteză mai mică.
Curenți de convecție în manta
Căldura din manta provine din miezul exterior topit al Pământului, decăderea elementelor radioactive și, în mantaua superioară, fricția din plăcile tectonice descendente. Căldura din nucleul exterior rezultă din energia reziduală din evenimentele formative ale Pământului și din energia generată de elementele radioactive în descompunere. Această căldură încălzește baza mantalei la aproximativ 7,230 ° F. La limita manta-crustă. temperatura mantalei este estimată la 392 ° F.
Diferența de temperatură între limitele superioare și inferioare ale mantalei necesită transferul de căldură. În timp ce conducerea pare metoda mai evidentă pentru transferul de căldură, convecția are loc și în manta. Materialul de rocă mai cald, mai puțin dens, lângă nucleu, se mișcă încet în sus.
Roca relativ mai răcoroasă din partea superioară a mantei se scufundă încet spre manta. Pe măsură ce materialul mai cald crește, acesta se răcește și, în cele din urmă, împins deoparte de materialul mai cald în creștere și scufundându-se înapoi spre miez.
Materialul mantalei curge încet, ca asfaltul gros sau ghețarii montani. În timp ce materialul mantalei rămâne solid, căldura și presiunea permit curenților de convecție să miște materialul mantalei. (Consultați Resurse pentru o diagramă de convecție a mantalei.)
Mutarea plăcilor tectonice
Tectonica plăcilor oferă o explicație pentru continentele în derivă ale lui Wegener. Tectonica plăcilor, pe scurt, afirmă că suprafața Pământului este spartă în plăci. Fiecare placă este formată din plăci de litosferă, stratul exterior stâncos al Pământului, care include crusta și mantaua superioară. Aceste piese litosferice se mișcă deasupra astenosferei, un strat de plastic din manta.
Curenții de convecție din manta asigură o forță motrice potențială pentru mișcarea plăcii. Mișcarea plastică a materialului mantei se mișcă ca fluxul ghețarilor de munte, purtând plăcile litosferice de-a lungul mișcării de convecție din manta care mută astenosfera.
Tragerea plăcii, aspirația plăcii (șanțului) și împingerea crestei pot contribui, de asemenea, la mișcarea plăcii. Tragerea plăcii și aspirația plăcii înseamnă că masa plăcii descendente trage placa litosferică care trece de-a lungul astenosferei și în zona de subducție.
Ridge push spune că pe măsură ce noua magmă mai puțin densă care se ridică în centrul crestelor oceanice se răcește, densitatea materialului crește. Densitatea crescută accelerează placa litosferică spre zona de subducție.
Curenți de convecție și geografie
Transferul de căldură are loc și în atmosferă și hidrosferă, pentru a numi două straturi de pământ în care au loc curenții de convecție. Încălzirea radiantă de la Soare încălzește suprafața Pământului. Această căldură se transferă către masa de aer adiacentă prin conducție. Aerul încălzit crește și este înlocuit cu aer mai rece, creând curenți de convecție în atmosferă.
În mod similar, apa încălzită de soare transferă căldura către moleculele de apă mai mici prin conducție. Pe măsură ce temperatura aerului scade, totuși, apa mai caldă de jos se deplasează înapoi spre suprafață și apa de suprafață mai rece se scufundă, creând curenți sezonieri de convecție în hidrosferă.
În plus, rotația Pământului deplasează apa caldă de la ecuator spre poli, rezultând ocean curenți care mută căldura de la ecuator la poli și împing apă rece de la poli către ecuator.