ГлавнаяЛитосфера → Конвекция

Конвекция

7 Авг 2013

Циркуляция материала, вызванная теплом, называется конвекцией. В земной системе конвекция подвергается воздействию силы тяжести внутри планеты, а также теплу и радиоактивному распаду в расплавленном ядре.

Все тектонические процессы внутри Земли вызывают перемещение твердого или вязкого вещества. Конвекция в мантии, управляемая термическим градиентом между корой и литосферой, происходит путем деформации (медленного движения) пород и минералов, которые слагают верхнюю и нижнюю мантию, а также переходную зону. Представьте себе тот квадрат, ручную игрушечную головоломку, где один квадратик отсутствует, и вы за один раз можете передвинуть на свободное место только один квадратик. Соответственно, чтобы полностью составить последовательность чисел или картинку, вы должны продолжать передвигать квадратики по одному до тех пор, пока не окажетесь в состоянии передвинуть их все на правильные места, чтобы завершить мозаику.

Медленное движение мантии подобно этому. Из-за дефектов в кристаллической структуре минералов и пород имеются промежутки.

Когда прикладывается давление, атомы медленно перемещаются в структуре (один атом за один раз) в новое положение.

Тектоника плит, как замечено в горных сооружениях, при землетрясениях и в вулканах, происходит путем пластической (вязкой) или хрупкой деформации горных пород и минералов, которые слагают океаническую и континентальную литосферу. Температура, давление и коэффициент деформации в значительной степени определяют природу деформации для большинства минералов и горных пород внутри Земли.

Однако химическая окружающая среда (присутствие или отсутствие воды, кислорода, кремния и других элементов) также может иметь большое влияние. Путем понимания механизмов, по которым горные породы и минералы перемещаются и меняют свою форму при экстремальных температурах и давлениях, мы расширим наше понимание процессов, которые придают форму нашей планете.

Постоянное перемещение магмы глубоко в Земле зависит от различий в температуре и плотности в пределах больших «карманов» расплавленного вещества. В зависимости от условий магма поднимается в зонах более высоких температур и опускается в зонах более низких температур. Так как центр Земли все еще горячий, эта нескончаемая термическая активность поддерживает протекание тектонических процессов.

В более мелком масштабе конвекция происходит в жидкостях или газах подобно вращающимся потокам в кастрюле с кипящим супом. В недрах Земли конвекция перемещает текущую магму, которая нагревается снизу ядром, а затем в течение долгого времени выталкивается наверх и охлаждается сверху. Это движение потоков в пластичном состоянии намного медленнее, чем жидкие потоки, о которых мы узнали раньше. Помните «лавовую лампу»?

Конвекция так же хорошо воздействует на породы различной плотности. Более легкие породы литосферы имеют тенденцию возвышаться над уровнем моря, в то время как более плотные породы литосферы опускаются ниже уровня моря. Твердая жесткая литосфера – это крепкая внешняя оболочка, в то время как более мягкая, подобная воску астеносфера, если на нее надавить, – пластичная и текучая.

Когда горячее вещество поднимается, оно охлаждается и добавляется к внешним коровым породам. Поскольку поднимается дополнительное количество материала, прежнее вещество вытесняется со своего места. По мере того как материал поднимается ближе к поверхности, давление с основной породы снимается, а вещество в магматической камере, «кристаллическая каша», отдает тепло. Эта деятельность расширяет область между плитами на несколько сантиметров в год. По прошествии некоторого времени эта новая поверхностная порода подходит к другой плите, которая не желает поддаваться. Если это происходит, плиты спорят, и новые породы путем субдукции оказываются обратно внизу и расплавляются снова. Как показано на рисунке 4.5, субдукция происходит между сопротивляющимися друг другу плитами (горы и магматическая камера показаны нё в масштабе), в то время как поднимающаяся магма вызывает спрединг (раздвиг) в срединно-океанических хребтах.





Рекомендуем к прочтению



Здесь вы можете написать отзыв

* Текст комментария
* Обязательные для заполнения поля