Sadržaj
- Prijenos topline ili Premještanje topline
- Konvekcijske struje u plaštu
- Pomicanje tektonskih ploča
- Konvekcijske struje i zemljopis
Kad je Alfred Wegener prvi put predložio da se kontinenti utapaju u svoje trenutne položaje, malo ljudi ga je poslušalo. Uostalom, koja bi moguća sila mogla pomaknuti nešto veliko kao kontinent?
Iako nije živio dovoljno dugo da bi ga se osvećilo, Wegeners je hipotetizirao da je kontinentalni nanos evoluirao u teoriji tektonike ploča. Jedan mehanizam za pomicanje kontinenata uključuje konvekcijske struje u plaštu.
Prijenos topline ili Premještanje topline
Toplina se kreće iz područja više temperature u područja niže temperature. Tri mehanizma za prijenos topline su zračenje, provođenje i konvekcija.
Zračenje pomiče energiju bez dodira između čestica, poput zračenja Sunca u Zemlju kroz vakuum prostora.
Provođenje prenosi energiju iz jedne molekule u drugu kroz kontakt, bez pomicanja čestica, kao kad zemlja zagrijana od sunca zagrijava zrak izravno iznad.
Konvekcija se događa kretanjem čestica. Kako se čestice zagrijavaju, molekule se kreću sve brže i brže, a kako se molekule odmiču, gustoća se smanjuje. Topliji, manje gusti materijal raste u odnosu na okolni hladniji materijal veće gustoće. Dok se konvekcija općenito odnosi na protok tekućine koji se događa u plinovima i tekućinama, konvekcija u krutinama poput plašta odvija se, ali sporije.
Konvekcijske struje u plaštu
Toplina u plaštu dolazi iz Zemljine rastaljene vanjske jezgre, propadanja radioaktivnih elemenata i, u gornjem plaštu, trenja iz silaznih tektonskih ploča. Toplina u vanjskoj jezgri rezultat je zaostale energije zemaljskih formativnih događaja i energije nastale raspadanjem radioaktivnih elemenata. Ova toplina zagrijava dno plašta na procijenjenih 7.230 ° F. Na granici plašta-kore. temperatura plašta je procijenjena na 392 ° F.
Temperaturna razlika između gornje i donje granice plašta zahtijeva da se dogodi prijenos topline. Iako se provođenje čini očitijom metodom prijenosa topline, konvekcija se također događa u plaštu. Topliji, manje gusti kameni materijal u blizini jezgre polako se kreće prema gore.
Relativno hladnija stijena od više u plaštu polako tone prema plaštu. Kako se topliji materijal diže, također se hladi, na kraju ga gurne topliji materijal u stranu i tone prema jezgri.
Materijal iz ogrtača polako teče, poput debelog asfalta ili planinskih glečera. Dok materijal plašta ostaje čvrst, toplina i tlak omogućuju konvekcijskim strujama da premjeste materijal plašta. (Pogledajte Resursi za dijagram konvekcije plašta.)
Pomicanje tektonskih ploča
Tektonika ploča pruža objašnjenje za Wegenera koji pluta kontinentima. Tektonika ploča, ukratko, kaže da je površina Zemlje razbijena na ploče. Svaka ploča sastoji se od litosfernih ploča, stjenovitog vanjskog sloja Zemlje, koji uključuje kore i gornji plašt. Ti se dijelovi litosfere kreću na vrhu astenosfere, plastičnog sloja unutar plašta.
Konvekcijske struje unutar plašta pružaju jednu potencijalnu pokretačku silu za kretanje ploče. Plastično kretanje materijala plašta pomiče se kao tok planinskih glečera, noseći litosferne ploče duž dok konvekcijski pokret u plaštu pomiče astenosferu.
Povlačenje ploče, usisavanje ploča (rov) i guranje grebena također mogu pridonijeti pomicanju ploče. Povlačenje ploče i usisavanje ploča znači da masa silazne ploče povlači zaostalu litosfernu ploču preko astenosfere i u zonu subdukcije.
Ridge push kaže da kako se manje gusta nova magma koja se diže u središte oceanskih grebena hladi, gustoća materijala raste. Povećana gustoća ubrzava litosfernu ploču prema zoni subdukcije.
Konvekcijske struje i zemljopis
Prijenos topline također se događa u atmosferi i hidrosferi kako bi se imenovali dva sloja zemlje u kojima se odvijaju konvekcijske struje. Zračno grijanje od Sunca zagrijava površinu Zemlje. Ta se toplina kondukcijom prenosi na susjednu zračnu masu. Zagrijani zrak se diže i zamjenjuje ga hladnijim zrakom, stvarajući konvekcijske struje u atmosferi.
Slično tome, voda zagrijana suncem prenosi toplinu na niže molekule vode provođenjem. Kako temperature zraka padaju, topla voda ispod se vraća natrag prema površini, a hladnija površinska voda tone, stvarajući sezonske konvekcijske struje u hidrosferi.
Pored toga, rotacija Zemlje pomiče toplu vodu s ekvatora prema polovima, što rezultira oceanskim strujama koje prenose toplinu s ekvatora na polove i guraju hladnu vodu s polova prema ekvatoru.