- Convectiestromen: oorsprong van de hypothesen
- Wat zijn convectiestromen?
- U bekritiseert deze theorieën
- Referenties
De convectiestromen zijn continu in beweging, constant uitgevoerd door de platen van de aarde. Hoewel ze meestal op grote schaal voorkomen, zijn er onderzoeken die aantonen dat er ook op kleinere schaal zijn.
De planeet aarde bestaat uit een kern, de mantel en de aardkorst. De mantel is de laag die we kunnen vinden tussen de kern en de korst. De diepte hiervan varieert, afhankelijk van het punt van de planeet waar we ons bevinden, en kan zich uitstrekken van een diepte van 30 km ten opzichte van het oppervlak tot 2.900 km.
Afbeelding via blog.educastur.es
De mantel onderscheidt zich van de kern en de korst doordat deze mechanisch gedrag vertoont. Het is gemaakt van een stevig viskeus materiaal. Het is in een stroperige toestand vanwege de hoge drukken waaraan het wordt blootgesteld.
Manteltemperaturen kunnen variëren van 600 ° C tot 3500 ° C. Het heeft koudere temperaturen, hoe dichter het bij het oppervlak is en hogere temperaturen, hoe dichter het bij de kern is.
We kunnen de mantel in twee delen scheiden, de bovenste en de onderste. De onderste mantel convergeert van de Mohorovičić-discontinuïteit tot een diepte van ongeveer 650 km.
Deze discontinuïteit, algemeen bekend als Moho, bevindt zich op een gemiddelde diepte van 35 km en is slechts 10 km onder de bodem van de oceanen te vinden. De onderste mantel zou het deel zijn tussen 650 km diep, tot aan de grens met de binnenste kern van de planeet.
Door het thermische verschil tussen de kern en de aardkorst, worden convectiestromen geproduceerd door de hele mantel.
Convectiestromen: oorsprong van de hypothesen
In 1915 postuleerde een hypothese van Alfred Wegener de beweging van de continentale massa's. Wegener zei dat de continenten zich op de oceaanbodem bewogen, hoewel hij niet wist hoe hij dat moest bewijzen.
In 1929 veronderstelde Arthur Holmes, een beroemde Britse geoloog, dat we onder de aardkorst een mantel van gesmolten gesteente konden vinden, die convectiestromen van lava veroorzaakte die de kracht hadden om de tektonische platen en dus de continenten te verplaatsen.
Hoewel de theorie consistent was, werd ze pas in de jaren zestig geaccepteerd, toen de theorieën over de platentektoniek zich begonnen te ontwikkelen.
In deze formuleringen werd beweerd dat de aardplaten bewogen als gevolg van de convectiekrachten van de aarde, waardoor schokken werden veroorzaakt die verantwoordelijk zijn voor het vormen van het aardoppervlak.
Wat zijn convectiestromen?
Convectiestromen zijn de stromen van materialen die met behulp van de zwaartekracht in de aardmantel worden geproduceerd. Deze stromingen zijn verantwoordelijk voor het verplaatsen van niet alleen de continenten, zoals Wegener stelde, maar ook voor alle lithosferische platen die boven de mantel worden gevonden.
Deze stromen ontstaan door verschillen in temperatuur en dichtheid. Geholpen door de zwaartekracht laten ze de heetste materialen naar de oppervlakte stijgen, omdat ze minder zwaar zijn.
Dit betekent dus dat de koudste materialen dichter en zwaarder zijn, waardoor ze afdalen naar de kern van de aarde.
Zoals we eerder hebben besproken, is de mantel gemaakt van stevig materiaal, maar het gedraagt zich alsof het een stroperig materiaal is dat vervormt en uitrekt, dat beweegt zonder te breken. Het gedraagt zich zo vanwege de hoge temperaturen en grote druk waaraan deze materialen worden blootgesteld.
In het gebied nabij de kern van de aarde kunnen de temperaturen oplopen tot 3.500ºC, en de rotsen in dat deel van de mantel kunnen smelten.
Als vaste materialen smelten, verliezen ze hun dichtheid, worden ze lichter en komen ze naar de oppervlakte. De druk van de vaste materialen erboven zorgt ervoor dat ze vanwege hun gewicht proberen te dalen, waardoor de heetste materialen naar de oppervlakte kunnen ontsnappen.
Deze opwaarts gevormde materiaalstromen staan bekend als thermische pluimen of pluimen.
De materialen die de lithosfeer bereiken, kunnen deze doorkruisen, en dat is wat de fragmentatie van de continenten vormt.
De oceanische lithosfeer heeft een temperatuur die veel lager is dan die van de mantel, dus grote koude brokken zinken in de mantel en veroorzaken neerwaartse wind. Deze downdrafts kunnen brokken koude oceanische lithosfeer dicht bij de kern verplaatsen.
Deze geproduceerde stromen, of ze nu stijgen of dalen, werken als een rol en creëren convectiecellen, die de beweging van de tektonische platen van de aardkorst verklaren.
U bekritiseert deze theorieën
Nieuwe studies hebben de theorie van convectiecellen een beetje gewijzigd. Als deze theorie waar zou zijn, zouden alle platen die het aardoppervlak vormen een convectiecel moeten hebben.
Er zijn echter platen die zo groot zijn dat een enkele convectiecel een grote diameter en een grote diepte moet hebben. Hierdoor zouden sommige cellen diep in de kern doordringen.
Door deze laatste onderzoeken is het idee ontstaan dat er twee afzonderlijke convectiesystemen zijn, wat de reden is waarom de aarde de warmte zo lang heeft vastgehouden.
Onderzoek naar seismische golven heeft het mogelijk gemaakt om gegevens te verkrijgen over de interne temperatuur van de aarde en om een warmtekaart uit te voeren.
Deze gegevens die zijn verkregen door seismische activiteit ondersteunen de theorie dat er twee soorten convectiecellen zijn: sommige dichter bij de aardkorst en andere dichter bij de kern.
Deze studies suggereren ook dat de bewegingen van de tektonische platen niet alleen te wijten zijn aan de convectiecellen, maar dat de zwaartekracht helpt door de binnenste delen naar de oppervlakte te duwen.
Wanneer de plaat wordt uitgerekt door convectiekrachten, oefent de zwaartekracht er druk op uit en ze breken.
Referenties
- Dan, Mckencie; Frank Ritcher (1997) Convectiestromen in de aardmantel. Onderzoeks- en wetenschapsmagazine Nº4.
- Archibald Geikie (1874) Geologie.
- JACKSON, Julia A. Verklarende woordenlijst van geologie. Glossary of Geology, door JA Jackson. Berlijn: Springer.
- DAVIS, John C.; SAMPSON, Robert J. Statistieken en data-analyse in de geologie.
- DAVIS, George Herbert; REYNOLDS, Stephen J. Structurele geologie van gesteenten en regio's. In structurele geologie van rotsen en regio's. Wiley, 1996.
- SUPPE, John. Principes van structurele geologie. Prentice Hall, 1985.
- BILLINGS, Marland P. Structurele geologie. Prentice-Hall, 1954.