Plātņu tektonika ir pētījums par to, kā Zemes garozu veido ģeoloģiskie spēki. Tas balstās uz izpratni, ka garoza ir sadalīta lielos gabalos vai plāksnēs, kas atrodas uz izkusušās magmas, kas atrodas zem virsmas. Interjera straumes izraisa plākšņu pārvietošanos, kas izraisa daudz dažādu ģeoloģisko notikumu, tostarp zemestrīces un kalnu un vulkānu veidošanos. Plākšņu tektonikas galvenais mērķis ir saprast, kā plāksnes pārvietojas un mijiedarbojas.
Zemes garoza
Lai gan var šķist, ka Zemes garoza ir viens ciets apvalks, plātņu tektonika apgalvo, ka tā ir saplaisājusi vairākos lielos gabalos. Šos gabalus sauc par tektoniskām plāksnēm, un tie ir vidēji apmēram 50 km biezi. Zem plāksnēm atrodas daļēji izkusušais Zemes kodola slānis, ko sauc par mantiju. Mantija atrodas pastāvīgā kustības stāvoklī, ko virza siltums no Zemes iekšējā kodola; tā darbojas kā konveijera lente, kas lēnām pārvieto augšpusē peldošās plāksnes.
Saskaņā ar plātņu tektoniku ir 14 galvenās plāksnes:
Klusā okeāna plāksne
Huans de Fuka šķīvis
Ziemeļamerikas plāksne
Dienvidamerikas plāksne
Karību plāksne
Kokosu šķīvis
Naskas plāksne
Skotijas plāksne
Antarktīdas plāksne
Āfrikas šķīvis
Arābu plāksne
Eirāzijas plāksne
Indijas-Austrālijas plāksne
Filipīnu plāksne
Plātnes pārvietojas ar ātrumu aptuveni 1–3 collas (2.5–7.5 cm) gadā. Tiem kustoties, uz to robežām veidojas spiediens, radot dažāda veida ģeoloģiskos notikumus: tiek izveidota, iznīcināta vai saspiesta garoza; notiek zemestrīces; kalnu grēdas paceļas; un kontinenti sarūk un aug.
Subdukcijas zonas un atšķirīgās zonas
Kad plānā okeāna plāksne saplūst ar biezāku kontinentālo plātni vai tiek iespiesta tajā, okeāna plāksne tiks nospiesta uz leju, zem kontinentālās plātnes. To sauc par subdukcijas zonu, un to parasti iezīmē dziļa tranšeja. Kad okeāna plāksnes mala ieslīd mīkstajā, izkusušajā apvalkā, tā velk līdzi pārējo plāksnes daļu. Šo procesu sauc par plātņu vilkšanu.
Tā kā garoza tiek patērēta subdukcijas zonās, tā tiek veidota atšķirīgās zonās. Šajās zonās plāksnes attālinās viena no otras. Labākais piemērs ir Vidusatlantijas grēda, kas atrodas pusceļā starp ASV un Āfrikas austrumu krastu un iezīmē Ziemeļamerikas un Āfrikas plātņu plātņu robežas. Vulkāniskais materiāls pastāvīgi izplūst no jūras dibena izkliedēto plākšņu vietā, veidojot jaunu jūras garozu, vecajai garozai virzoties uz āru.
Kalni, zemestrīces un vulkāni
Kad divas kontinentālās plātnes saplūst, tās veido kalnu grēdas. Tas notiek, kad plāksnes saspiežas un spiež garozu uz augšu, līdzīgi kā segas krokām. Augstākā kalnu grēda uz Zemes Himalaji izveidojās, Indijas un Austrālijas plāksnei saduroties ar Eirāzijas plātni. Patiesībā Indijas un Austrālijas plāksne turpina virzīties uz ziemeļiem, un kalni joprojām aug.
Tā vietā, lai sadurtos, dažas plāksnes beržās viena otrai garām. Tā kā akmeņi plākšņu malās nevar vienmērīgi slīdēt viens otram garām, ļoti lēnas kustības rezultātā pakāpeniski veidojas berze, līdz plāksnes “slīd”, izraisot zemestrīci. Sanandreasas lūzums Kalifornijā ir lielisks šīs novirzes piemērs; netālu no šīs zonas Klusā okeāna un Ziemeļamerikas plātnes paslīd viena otrai garām, izraisot Kalifornijas slavenās zemestrīces. Šo zemestrīču stiprums un ilgums ir saistīts ar to, kā plātnes kustība deformē bojājuma zonu.
“Uguns gredzens” ir aktīvu vulkānu virkne, tostarp St. Helens, Fuji, Pinatubo un citi, kas atrodas ap Klusā okeāna perimetru. Pārvietojoties ziemeļrietumu virzienā, Klusā okeāna plāksne berzē apkārtējās plāksnes. Šīs berzes rezultātā izkususi magma tiek izspiesta uz augšu gar plāksnes ārējām malām, izraisot daudzus vulkānus šajā apgabalā.
kontinentu pārvietošanās
Plākšņu tektonikas priekštecis bija kontinentālās novirzes teorija, ko 1912. gadā izvirzīja vācu zinātnieks Alfrēds Lotārs Vēgeners. Vegners novēroja, ka Āfrikas un Dienvidamerikas krasta līnijas bija dīvaini līdzīgas, it kā tās varētu saderēties kopā. Viņš arī atrada paleontoloģijas ierakstus, kas atklāja kopīgas piekrastes fosilijas. Šie un citi dati lika Vēgeneram izvirzīt hipotēzi, ka visi kontinenti savulaik bija apvienoti superkontinentā, ko viņš sauca par Pangea, kas grieķu valodā nozīmē “visas zemes”.
Saskaņā ar Vēgenera teorijām, Pangea sāka lēnām sadalīties pirms 200 miljoniem gadu, vispirms divās milzīgās sauszemes masīvās, kuras viņš nosauca par Gondvānalandi un Laurāziju, bet vēlāk par kontinentiem, kas redzami mūsdienās. Tas izskaidro pretrunīgos ģeoloģiskos ierakstus, piemēram, ledāju nogulumus zemēs, kas tagad ir tuksneši, vai Antarktīdā atrastās tropu augu atliekas. Tomēr tikai tad, kad tika izstrādāta teorija par to, kā kontinenti varētu pārvietoties, plātņu tektonika kļuva par dzīvotspējīgu zinātni.