Када је Алфред Вегенер први пут претпоставио да су се континенти однели на своје тренутне положаје, мало људи је то слушало. Напокон, која би могућа сила могла да покрене нешто толико велико као континент?
Иако није живео довољно дуго да би био оправдан, Вегенеров хипотетички континентални нанос еволуирао је у теорији тектонике плоча. Један механизам за померање континената укључује конвекционе струје у плашту.
Пренос топлоте или померање топлоте
Топлота се помера из подручја више температуре у подручја ниже температуре. Три механизма за пренос топлоте су зрачење, проводљивост и конвекција.
Зрачење покреће енергију без контакта између честица, попут зрачења Сунца на Земљу кроз вакуум свемира.
Кондукција преноси енергију из једног молекула у други контактом, без кретања честица, као када сунцем загрејана земља или вода загрева ваздух директно изнад.
Конвекција се јавља кретањем честица. Како се честице загревају, молекули се крећу све брже и брже, а како се молекули раздвајају, густина опада. Топлији, мање густи материјал расте у поређењу са околним хладнијим материјалом веће густине. Док се конвекција генерално односи на проток течности који се јавља у гасовима и течностима, конвекција у чврстим супстанцама попут плашта се дешава, али споријом брзином.
Конвекционе струје у плашту
Топлота у плашту долази од растопљеног спољног језгра Земље, распада радиоактивних елемената и, у горњем омотачу, трења од спуштајућих се тектонских плоча. Топлота у спољном језгру настаје као резултат резидуалне енергије Земљине формативне појаве и енергије генерисане распадајућим радиоактивним елементима. Ова топлота загрева подножје плашта на процењених 7.230 ° Ф. На граници плашт-кора. температура плашта је процењена на 392 ° Ф.
Разлика у температури између горње и доње границе плашта захтева да дође до преноса топлоте. Иако се чини да је проводљивост очигледнији метод за пренос топлоте, конвекција се такође јавља у плашту. Топлији, мање густи стенски материјал у близини језгра полако се креће према горе.
Релативно хладнија стена одозго у плашту полако тоне према плашту. Како се топлији материјал подиже, он се такође хлади, на крају одбачен топлијим материјалом и тоне према језгру.
Материјал плашта тече полако, попут дебелог асфалта или планинских ледника. Док материјал плашта остаје чврст, топлота и притисак омогућавају конвекционим струјама да покрећу материјал плашта. (Погледајте Ресурсе за дијаграм конвекције плашта.)
Померање тектонских плоча
Тектоника плоча даје објашњење за Вегенерове континенте који лебде. Тектоника плоча укратко каже да је Земљина површина разбијена на плоче. Свака плоча састоји се од плоча литосфере, стеновитог спољног слоја Земље, који укључује кору и најгорњи плашт. Ови литосферски комади се померају на врху астеносфере, пластичног слоја унутар плашта.
Конвекцијске струје унутар плашта пружају једну потенцијалну покретачку силу за кретање плоче. Пластично кретање материјала плашта креће се попут тока планинских глечера, носећи литосферске плоче заједно са собом док кретање конвекције у плашту помера астеносферу.
Повлачење плоче, усисавање плоче (рова) и потискивање гребена такође могу допринети кретању плоче. Повлачење плоче и усисавање плоче значе да маса спуштајуће плоче повлачи пратећу литосферну плочу преко астеносфере и у зону субдукције.
Ридге пусх каже да како се гушћа нова магма која се уздиже у средиште океанских гребена хлади, густина материјала се повећава. Повећана густина убрзава литосферску плочу према зони субдукције.
Конвекционе струје и географија
Пренос топлоте се такође јавља у атмосфери и хидросфери, да би се назвала два слоја земље у којима се одвијају конвекционе струје. Зрачно загревање са Сунца загрева површину Земље. Та топлина се проводи проводом у суседну ваздушну масу. Загрејани ваздух се подиже и замењује хладнијим ваздухом, стварајући конвекционе струје у атмосфери.
Слично томе, вода загрејана сунцем проводи проводљивост топлоту до нижих молекула воде. Како температура ваздуха опада, топлија вода испод креће се назад према површини, а хладнија површинска вода тоне, стварајући сезонске струје конвекције у хидросфери.
Поред тога, Земљина ротација помера топлу воду са екватора према половима, што резултира океаном струје које померају топлоту са екватора на полове и потискују хладну воду са полова према екватор.