Geolozi imaju objašnjenje - znanstvenu teoriju - kako se ponaša Zemljina površina naziva tektonika ploča. Tektonika znači strukturu velikih razmjera. Dakle, "tektonika ploča" kaže da je velika građa Zemljine vanjske ljuske skup ploča. (vidi kartu)
Tektonske ploče
Tektonske ploče ne podudaraju se s kontinentima i oceanima na Zemljinoj površini. Ploča Sjeverne Amerike, na primjer, proteže se od zapadne obale SAD-a i Kanade do sredine Atlantskog oceana. A Pacifička ploča uključuje komad Kalifornije kao i veći dio Tihog oceana (vidi popis tanjura). To je zato što su kontinenti i oceanski bazeni dio Zemljina kora. Ali ploče su izrađene od relativno hladnog i tvrdog stijena, koje se proteže dublje od kore u gornji plašt. Dio Zemlje koji čine ploče naziva se litosfera. Prosječno ima debljinu od oko 100 kilometara, ali to znatno varira od mjesta do mjesta. (vidjeti O litosferi)
Litosfera je čvrsta stijena, kruta i kruta kao čelik. Ispod nje je mekši, topliji sloj čvrste stijene nazvan astenosfera ("es-THEEN-osphere") koji se proteže do dubine od oko 220 kilometara. Budući da je kod vrućih temperatura, stijena astenosfere je slaba ("astheno-" znači slaba na znanstvenom grčkom). Ne može odoljeti sporom stresu i savija se na plastični način, poput šipke turske tanke. Zapravo, litosfera lebdi u astenosferi iako su obje čvrste stijene.
Kretanje ploča
Ploče stalno mijenjaju položaj, polako se kreću preko astenosfere. "Polako" znači sporije nego što nokti rastu, ne više od nekoliko centimetara godišnje. Njihova kretanja možemo izravno izmjeriti GPS-om i drugim daljinskim mjernim (geodetskim) metodama, a geološki dokazi pokazuju da su se kretali istim putem u prošlosti. Tijekom mnogih milijuna godina, kontinenti su putovali svuda po svijetu. (vidjeti Mjerenje pokreta ploče)
Ploče se međusobno pomiču na tri načina: kreću se zajedno (konvergiraju se), odmiču se (razilaze se) ili se kreću jedna pored druge. Stoga se obično kaže da ploče imaju tri vrste rubova ili granica: konvergentni, divergentni i transformirani.
- U konvergenciji, kad se vodeći rub tanjura susreće s drugom pločom, jedna se okrene prema dolje. To se kretanje prema dolje naziva subdukcija. Oduzete ploče pomiču se dolje kroz i kroz astenosferu i postepeno nestaju. (vidjeti O konvergentnim zonama)
- Ploče se razilaze u vulkanskim zonama u oceanskim bazenima, u sredozemnim grebenima. To su duge, ogromne pukotine u kojima se lava diže odozdo i smrzava se u novo Litosfera. Dvije strane pukotine neprekidno se razdvajaju i tako ploče dobivaju novi materijal. Sjevernoatlantski otok Island je najprimjereniji primjer divergentne zone nadmorske visine. (vidjeti O divergentnim zonama)
- Tamo gdje se pločice kreću jedna pokraj druge naziva se granica transformacije. One nisu tako česte kao ostale dvije granice. San Andreas krivnja Kalifornije je dobro poznat primjer. (vidjeti O transformacijama)
- Točke na kojima se susreću rubovi triju ploča nazivamo trostrukim spojnicama. Kreću se po Zemljinoj površini kao odgovor na različite pokrete triju ploča. (vidjeti Trostruka spajanja)
Osnovna crtana karta ploča koristi samo ove tri vrste granica. Međutim, mnoge granice ploča nisu oštre linije, već difuzne zone. Oni predstavljaju oko 15 posto svjetskog ukupnog broja i pojavljuju se u realnije karte ploča. Difuzne granice u Sjedinjenim Državama uključuju većinu Aljaske i provincije sliva i rijeke u zapadnim državama. Većina Kine i cijelog Irana također su difuzno granične zone.
Što tektonika ploča objašnjava
Tektonika ploča odgovara na mnoga osnovna geološka pitanja:
- Na tri različite vrste granica pomicanje ploča stvara karakteristične vrste zemljotresnih grešaka. (vidjeti Vrste grešaka u matici)
- Većina velikih planinskih lanaca povezana je s konvergencijom ploča, što odgovara na dugogodišnju misteriju. (vidi planinski problem)
- Fosilni dokazi upućuju na to da su nekada bili povezani kontinenti koji su danas vrlo udaljeni; gdje smo jednom to objasnili uspon i pad kopnenih mostova, danas znamo da su odgovorni pokreti ploča.
- Podmorje svijeta je geološki mlado jer stara podmorja nestaju stare oceanske kore. (vidjeti O subdukciji)
- Većina svjetskih vulkana povezana je sa subdukcijom. (vidi o Arc vulkanizmu)
Tektonika ploča također nam omogućuje postavljanje i odgovaranje na nove vrste pitanja:
- Možemo izgraditi karte svjetske geografije u geološkoj prošlosti - paleogeografske karte - i modelirati drevne klime.
- Možemo proučiti kako masovna izumiranja odnose se na učinke tektonika ploča kao što je vulkanizam. (vidjeti Izumiranje: na sudbini vrsta)
- Možemo ispitati kako su interakcije ploča utjecale na geološku povijest određenog područja.
Tektonska pitanja ploča
Geoznanstvenici proučavaju nekoliko glavnih pitanja o samoj tektonici ploča:
- Što pokreće tanjure?
- Što stvaraju vulkani u „žarišnim točkama“ poput Havaja, koji su izvan zona subdukcije? (vidjeti Alternativa žarišnom mjestu)
- Koliko su krute ploče i koliko su precizne njihove granice?
- Kada je počela tektonika ploča i kako?
- Kako je tektonika ploča spojena sa Zemljinim plaštom ispod? (vidjeti O plaštu)
- Što se događa s podmuklim pločama? (vidjeti Smrt ploče)
- Kroz koji ciklus prolaze materijali ploča?
Tektonika ploča jedinstven je za Zemlju. Ali učenje o tome tijekom posljednjih 40 godina omogućilo je znanstvenicima mnogo teorijskih alata za razumijevanje drugih planeta, čak i onih koji kruže oko drugih zvijezda. Za ostale nas, tektonika ploča jednostavna je teorija koja pomaže razumjeti Zemljino lice.