Ce este tectonica plăcilor? Aceasta este una dintre multele întrebări pe care le veți aborda la începutul lecțiilor de geografie/geologie. În termeni simpli, tectonica plăcilor este o teorie științifică care descrie mișcările învelișului exterior al Pământului peste stratul următor.
Învelișul exterior al Pământului, cunoscut sub numele de litosferă, este rigid și se crede că are o grosime de aproximativ 100 km. Este compusă din crustă (atât oceanică, cât și continentală) și stratul cel mai superior al mantalei.
Sub litosferă se află astenosfera, un strat vâscos și în mare parte maleabil al mantalei care permite stratului solid de deasupra să alunece și să alunece. Acesta se află la o adâncime cuprinsă între 80-200 km sub suprafața Pământului. Natura și mecanismul acestei mișcări reprezintă încă un domeniu de cercetare activă.
Istoria teoriei tectonicii plăcilor
Teoria tectonicii plăcilor este o versiune modernă, mult rafinată, a celebrei ipoteze a lui Alfred Wegener privind deriva continentală, pe care acesta a prezentat-o în 1912. El a emis teoria conform căreia toate continentele au făcut cândva parte dintr-o singură masă continentală (pe care a numit-o Pangeea) înainte de a se dezintegra și de a lua forma actuală. Cu toate acestea, Wegener nu a reușit să ofere o explicație plauzibilă a modului în care s-ar putea deplasa aceste continente masive.
Animație cu deriva continentală din ultimii 250 de milioane de ani | USGS
Cercetătorii au început să observe pentru prima dată în secolul al XVI-lea asemănarea dintre formele continentelor de pe fiecare parte a Oceanului Atlantic. Mai mulți geografi proeminenți, în secolele al XVII-lea și al XVIII-lea, au observat că continentele Africii și Americii de Sud par să se potrivească strâns.
Au fost avansate mai multe teorii pentru a explica astfel de fenomene, dar niciuna dintre ele nu a fost suficient de credibilă. Teoria derivei continentale a lui Wegener s-a confruntat, de asemenea, cu critici și a fost chiar respinsă în mod categoric de mai mulți geoscientiști.
Abia în anii 1960, după ce au apărut dovezi seismologice directe ale răspândirii fundului mării, comunitatea științifică a acceptat teoria tectonicii plăcilor (și, în cele din urmă, teoria derivei continentale).
Ce este o placă tectonică? Și câte sunt?
Plăcile tectonice majore și unele minore
O placă tectonică este o bucată masivă, de formă neregulată, a litosferei compusă din crustă și stratul superior al mantalei. Geologii au identificat mai multe plăci tectonice, care sunt subdivizate în trei categorii de bază: plăci majore, minore și micro(plăci).
În total, există opt plăci tectonice majore, printre care: Pacificul, America de Nord, America de Sud, Eurasia, Africa, Antarctica, Australia și India. Plăcile care au o suprafață mai mare de 20 de milioane dekm2 sunt clasificate ca plăci majore. Există cincisprezece plăci minore și numeroase microplăci cunoscute.
Limitele plăcilor
Plăcile tectonice interacționează între ele în mod repetat, iar locul în care acestea interacționează se numește granița plăcilor. În funcție de natura acestei interacțiuni, limitele plăcilor pot fi clasificate în trei tipuri: divergente, convergente și de transformare.
O limită divergentă este cea în care două plăci litosferice opuse se îndepărtează una de cealaltă, lăsând un gol în urma lor. Acest gol este umplut de magma care se ridică din interiorul mantalei terestre.
Cel mai bun exemplu de limită divergentă este creasta medio-oceanică, unde plăcile tectonice continuă să se îndepărteze treptat una de cealaltă, în timp ce magma care se ridică creează continuu o nouă crustă.
Pe de altă parte, o limită convergentă este cea în care o placă litosferică se lasă sub cealaltă. Aceste regiuni sunt cunoscute și sub numele de zone de subducție și se confruntă cu cutremure și erupții vulcanice frecvente.
Al treilea tip de limită de plăci este o falie transformată, în care plăcile alunecă una împotriva celeilalte pe orizontală. În timp ce majoritatea faliilor de transformare se află sub oceane, puține sunt observate pe uscat, cum ar fi falia San Andreas din California.
Alte exemple de limite transformate includ falia Chaman din Pakistan, falia Anatoliană de Nord din Turcia și falia Regina Charlotte din Statele Unite.
Cum funcționează?
Așadar, cum funcționează tectonica plăcilor? Sau, mai exact, ce face ca plăcile tectonice masive să se deplaseze în jurul planetei? Răspunsul este dublu. Primul este un fel de convecție a mantalei (este încă neclar), iar al doilea este legat de gravitație.
Convecția în mantaua terestră
Convecția mantalei este un proces prin care căldura din interiorul Pământului este transferată lent la suprafață prin curenți de convecție. Aceasta ghidează tectonica plăcilor pe Pământ prin tragere (scufundare) și împingere (răspândire).
Lava fierbinte se ridică la crestele medio-ocenice, iar litosfera oceanică rece și relativ densă se scufundă adânc în mantaua din zonele de subducție. Pentru o lungă perioadă de timp, se crede că acest proces este forța principală care determină deplasarea plăcilor tectonice.
Cu toate acestea, geoscientiștii cred acum că gravitația joacă un rol mult mai important în tectonica plăcilor decât se credea anterior. Noua crustă, care se formează la nivelul crestelor medio-ocenice, este considerabil mai puțin densă decât astenosfera. Ea se îndepărtează treptat de limita divergentă și devine mai rece (prin răcire prin conducție), dar și mai densă. Densitatea mai mare a litosferei oceanice, în comparație cu cea a astenosferei, îi permite să se scufunde adânc în mantaua din zonele de subducție.
Mecanismul care permite noii scoarțe să se îndepărteze încet de dorsalele medio-ocenice este cunoscut sub numele de alunecare gravitațională (cunoscut în mod obișnuit sub numele de împingere a dorsalelor). Pe măsură ce noua litosferă oceanică se formează în apropierea crestei, gravitația o forțează să alunece în jos și împinge materialele mai vechi să se îndepărteze de creastă.
Citiți: Mantaua Pământului NU este “magnetic moartă” | Noi observații
Activitatea tectonică din trecut
Cea mai veche bucată de crustă continentală găsită pe Pământ are o vechime de aproximativ 4,02 miliarde de ani (vârsta Pământului însuși este de 4,54 miliarde de ani). Cu toate acestea, deoarece litosfera oceanică este reciclată continuu, cel mai vechi fund de mare cunoscut are doar aproximativ 340 de milioane de ani. Acesta a fost descoperit în partea de est a Mării Mediterane.
Cercetătorii cred că activitatea tectonică a început pe Pământ în urmă cu aproximativ 3-3,5 miliarde de ani, pe baza rocilor și mineralelor antice recuperate de pe tot globul. Continentele au existat în cea mai mare parte a istoriei Pământului; cu toate acestea, este probabil ca ele să fi trecut prin mai multe configurații înainte de a ajunge la forma pe care o au astăzi.
O cantitate semnificativă de studii a fost realizată pentru a reconstitui istoria tectonicii plăcilor pe Pământ. Mișcarea continuă (deși lentă) a plăcilor tectonice permite continentelor să se formeze și să se rupă de-a lungul timpului. Aceasta include și eventuala formare (și destrămare) a unui supercontinent, o singură masă de pământ care conține toate continentele.
Se crede că primul supercontinent s-a format în urmă cu 2 miliarde de ani și s-a destrămat în urmă cu aproximativ 1,5 ani. Acesta poartă numele de Columbia sau Nuna.
Supercontinentul Columbia (redare) | Image Courtesy: Wikimedia Commons
Următorul (posibil) supercontinent, Rodinia, s-a format în urmă cu 1 miliard de ani și apoi s-a rupt cândva în urmă cu aproximativ 600 de milioane de ani și ceva. Pangeea, cel mai recent supercontinent, s-a format în urmă cu aproximativ 300 de milioane de ani, în timpul erei paleozoice târzii.
Când Pangaea s-a rupt în urmă cu aproape 175 de milioane de ani, a fost împărțită în două mari secțiuni: Proto-Laurasia și Proto-Gondwana, în timp ce ambele erau separate de Oceanul Tethys.
Laurasia a devenit ceea ce cunoaștem acum ca Europa, Asia și America de Nord, în timp ce Gondwana a devenit restul lumii, care include Subcontinentul Indian, Africa, America de Sud, Arabia, precum și Australia și Antarctica.
Citește: Rezervația Pământului? Putem să o facem cu adevărat?
Rolul lor în clima Pământului
O serie de studii efectuate de astrobiologi și geologi au dezvăluit că tectonica plăcilor ar putea fi esențială pentru a menține viața pe Pământ așa cum este ea. Fără reciclarea scoarței sale, am putea să nu avem o temperatură stabilă la suprafață. Fără subducție și fără crearea de crustă nouă, oceanele Pământului ar fi putut rămâne lipsite de nutrienții care dau viață. Un studiu realizat în 2015 susține chiar că tectonica plăcilor este esențială pentru evoluția speciilor avansate.
