Dünyanın litosferi, yedi büyük tektonik plakadan ve bir dizi daha küçük olandan oluşur. teorisi levha tektoniği Bu plakaların nasıl hareket ettiğini anlatan yaklaşık 50 yaşında. Ancak bu sistemin nasıl geliştiği ve Dünya'nın kabuğunun nasıl ayrı plakalara ayrılarak hareket etmeye başladığı hiçbir zaman tam olarak anlaşılamadı.
Şimdi bir grup araştırmacının olası bir açıklaması var.
İlk günlerinde Dünya, genç, kaotik Güneş Sistemindeki diğer cisimlerle sık sık çarpışmalarla sıcak tutulan erimiş bir toptu. İster istemez soğumaya başladı. Doğal olarak, önce dış kısım soğudu ve erimiş manto üzerinde katı bir yüzey oluşturdu. Bu konuda, kabuğun başlangıçta yekpare bir parça olduğunu ve mantonun bugünkü mantodan en az birkaç yüz derece daha sıcak olduğunu gösteren bazı bilimsel fikir birliği var.
Dünya'nın levhalarının anlaşılmasındaki anahtar soru şudur: Dış kısmın levhalara ayrılmasına ne sebep oldu?
Dünyanın en büyük tektonik plakalarının bir grafiği. Resim Kredisi: Haritaya Göre: USGSDescription:Scott Nash – Bu dosya şu kaynaktan türetilmiştir: Tectonic plate.png, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=535201
Bir araştırma ekibi, cevaba sahip olabileceklerini düşünüyor. Çalışmaları “ başlıklı bir bildiride sunulmaktadır. Dünya'nın kabuğunu küresel bir plaka ağına bölmek. Ekibin sorumlu yazarı, Hong Kong Üniversitesi'nde Dünya ve Gezegen Bilimi ve Uzay Araştırmaları Laboratuvarı Bölümü'nden Dr. Alexander Webb'dir. İlk yazar, Dalian Teknoloji Üniversitesi'nden Profesör Chunan Tang'dır. Yeni makale Nature Communications dergisinde yayınlandı.
Bu çalışmada, araştırmacılar soruyu anlamaya çalışmak için matematiksel simülasyonlar kullandılar. Araştırma ekibi, Dünya'nın kabuğunun katılaştıktan sonra tekrar ısınarak genişlemesine ve kırılmasına neden olduğunu öne sürdü. Ekibin kullandığı simülasyonların her biri, farklı senaryolarda termal olarak genişleyen kabuğun maruz kalacağı stres ve deformasyonu izledi.
Dünya'nın yarıçapı yaklaşık 6371 km'dir (3960 mil) ve yaptıkları çalışmalar, kabuğun kırılmadan önce yaklaşık 1 km (0.62 mil) genişlemeye dayanabileceğini gösterdi. 1 km'nin ötesine genişlediğinde, kırılmaya başlar ve Dünya'nın şu anda sahip olduğu plaka sistemine yol açar.
Yeni bir küresel kırılma ağının büyümesinin ve birleşmesinin geç aşamalarını gösteren yeni çalışmadan bir modelin anlık görüntüsü. Kırıklar siyah / gölgededir ve renkler gerilmeleri gösterir (pembe renk çekme gerilmesini, mavi renk basma gerilmesini gösterir). Resim Kredisi: Tang ve diğerleri, 2020.
Çalışmalarının sonuçları kulağa tartışmalı gelmiyor; hatta kulağa bariz geliyorlar. Dünyanın erken kabuğu tekrar ısındı ve ardından bir plaka sistemine dönüştü. Ama görünüşte, gözden düşmüş diğer fikirleri andırıyor. Ve bu fikirlerin bazıları Charles Darwin'den başkası tarafından önerilmemişti.
Tüm bu düşünce ve araştırmanın arkasında bir fikir çatışması var ve bu anlamaya değer.
Bir şekilde, levha tektoniği teorisi levhalar hakkındaki anlayışımızı birleştirdi. Ancak bundan önce, Dünya'nın faaliyetlerini ve kıtaların ve okyanusların dağılımını açıklamak için çeşitli hipotezler kullanıldı. Örneğin, Charles Darwin depremler, dağların büyümesi ve kara kütlelerinin dağılımı gibi şeyleri Dünya'nın genişlemesine borçluydu. Darwin'in zamanında, yüzeysel olarak makul görünüyordu.
Ancak çağımızda, ısıyı sağlayanın Dünya'nın çekirdeğindeki elementlerin radyoaktif bozunması olduğunu biliyoruz. Zamanla, bu bozunma nedeniyle bu elementlerin sayısı gitgide azalıyor, yani bu süreç zamanla daha az ısı sağlıyor. Peki, daha olası olan: termal genleşme mi, büzülme mi? Bu işin arkasındaki ekip neden termal genleşmeye odaklansın ki?
Cevap volkanlarla ilgilidir.
Dev bir kalkan yanardağ olan Haleakala, Maui adasının doğu siperini oluşturur. Dünya'nın derin geçmişinde, artan volkanizma dönemleri, buhar salan bir radyasyon gibi Dünya'nın soğumasına yardımcı olurdu. Kredi: National Geographic/Cathy Roberts
Dr. Webb, 'Cevap, Dünya'nın erken dönemlerinde meydana gelmiş olabilecek büyük ısı kaybı mekanizmalarının dikkate alınmasında yatıyor' dedi. basın bülteni . 'Derinlerden yüzeye sıcak malzeme taşıyan volkanik adveksiyon, erken ısı kaybının ana moduysa, bu her şeyi değiştirir.'
Dr. Webb ve meslektaşlarının daha önceki araştırmaları, yeterli volkanik aktivitenin, buhar püskürten bir radyatör gibi, Dünya'nın kabuğu üzerinde bir soğutma etkisi yaratabileceğini gösterdi. Erimiş kaya volkanik hareketle yüzeye çıktıkça, sonunda soğuyacak ve tekrar batacaktı. Batarken, Dünya'nın erken litosferini soğutacaktı. Ve Dünya'nın genel yörüngesi soğuma şeklinde olduğundan, hem radyoaktif bozunmadan kaynaklanan ısı üretimi hem de volkanizma azalacaktı.
Çalışmadan elde edilen bu rakam, küresel bir kırılma sisteminin gelişimini göstermektedir. Altı resimli kürenin üst paneli, zaman içinde gerilim büyüklüklerinin küresel dağılımını gösterir; negatif değerler çekme gerilimini ve pozitif değerler sıkıştırma gerilimini gösterir. Altı kürenin alt paneli, ilişkili yer değiştirmeyi gösterir. Daha fazla ayrıntı için çalışmayı ziyaret edin. Resim Kredisi: Tang ve diğerleri, 2020.
Bu noktada, soğutulmuş olanın batması litosfer da yavaşlayacaktı.
Sonra başka bir şey olur. Litosfer soğutulmuş ve daha katı olduğundan, altındaki çekirdekten gelen konvektif ısıyı hapseder. Bu ısı, litosferin yeniden genişlemeye başlamasına neden olacak ve çatlama gerçekleşecekti. Presto. Bilmeden önce, tektonik plakalarımız var.
Çalışmadan elde edilen bu rakam, çeşitli kalınlıklardaki kabuklar arasında zaman içinde kırılma gelişimini göstermektedir. Ekip, kalınlıkları yalnızca 20 km ile 200 km arasında değişen mermileri modelledi. Resim Kredisi: Tang ve diğerleri, 2020.
Araştırmacılar anladı mı?
Makalelerinin sonunda, 'Küresel kabuk modellerimiz, tektonik bir plaka sisteminin sığ süreçlerden nasıl evrimleşebileceğini gösteriyor' diye yazıyorlar. Ayrıca, '... levha tektoniğinin başlangıcı, radyal genişlemenin, Arkean'ın bir aşamasında litosferin gücünü aşan yatay gerilimleri indükleyecek kadar büyük olmasını gerektirir' diye de yazıyorlar.
Bunun, Dünya'nın levha tektoniğinin başlamasıyla ilgili son söz olup olmayacağını kim bilebilir? Ancak her durumda, bu sonuçlar çok ilgi çekicidir.
Webb ve meslektaşlarına gelince, çalışmaya devam edecekler. Dünya'nın jeolojik süreçlerini açıklamak için teoriler geliştirmeye devam etmeyi planlıyorlar.
Basın açıklamasının dediği gibi, 'birlikte', 'bu çalışmalar, Dünya ve gezegen biliminin kalan en büyük gizemlerinden birini parçalıyor: Dünya nasıl ve neden erimiş bir topdan levha tektonik gezegenimize gitti?
Gerçekten nasıl.