Litosferne ploče su dijelovi Zemljine kore i gornjeg plašta koji se vrlo sporo kreću po donjem plaštu ispod. Znanstvenici znaju da se ove ploče kreću iz dvije različite vrste dokaza - geodetskih i geoloških - što im omogućava da prate svoje pokrete unatrag u geološkom vremenu.
Pokret geodetskih ploča
Geodezija, znanost o mjerenju oblika Zemlje i položaja na njoj, omogućuje izravno mjerenje gibanja ploče GPS, globalnog sustava za pozicioniranje. Ova mreža satelita stabilnija je od Zemljine površine, pa kada se čitav kontinent kreće negdje na nekoliko centimetara godišnje, GPS može odrediti. Što se duže podatke bilježe, točniji postaju, a u velikom dijelu svijeta brojke su već prilično precizne.
Još jedna stvar koju GPS može pokazati jesu tektonski pokreti unutar ploče. Jedna pretpostavka iza tektonika ploča je da je litosfera kruta, a to je zaista dobra i korisna pretpostavka. Ali dijelovi tanjura su mekani u usporedbi, poput Tibetanska visoravan i zapadnoameričkih planinskih pojaseva. GPS podaci pomažu zasebnim blokovima koji se kreću samostalno, pa makar i samo nekoliko milimetara godišnje. U Sjedinjenim Državama na ovaj način se razlikuju mikro ploče Sierra Nevada i Baja California.
Gibanje geološke ploče: sadašnjost
Tri različite geološke metode pomažu odrediti putanje ploča: paleomagnetske, geometrijske i seizmičke. Paleomagnetska metoda temelji se na magnetskom polju Zemlje.
U svakoj vulkanskoj erupciji minerali koji sadrže željezo (uglavnom magnetit) magnetiziraju se prevladavajućim poljem dok se hlade. Smjer u kojem su magnetizirani upućuje na najbliži magnetski pol. Budući da se oceanska litosfera kontinuirano stvara vulkanizmom pri širenju grebena, cijela okeanska ploča nosi dosljedan magnetski potpis. Kad Zemljino magnetsko polje promijeni smjer, kao što to čini iz razloga koji nisu potpuno razumljivi, nova stijena poprima obrnuti potpis. Stoga većina morskog dna ima prugasti uzorak magnetizacije kao da je papir koji dolazi iz faksa (samo što je simetričan po središtu širenja). Razlike u magnetizaciji su male, ali osjetljivi magnetometri na brodovima i zrakoplovima mogu ih otkriti.
Najnoviji preokret magnetskog polja nastao je prije 781.000 godina, pa mapiranje tog preokreta daje znanstvenicima dobru predstavu o kretanju ploča u najnovijoj geološkoj prošlosti.
Geometrijska metoda omogućuje znanstvenicima smjer širenja da ide brzinom širenja. Temelji se na greškama transformacije duž sredokeanski grebeni. Ako na karti gledate greben koji se širi, on ima podesan korak pod pravim kutom. Ako su segmenti za širenje gaznoga sloja, transformatori su uzvodnici koji ih spajaju. Pomno odmjereni, ovi transformati otkrivaju smjerove širenja. Uz brzinu i smjerove ploča, imate brzine koje možete priključiti na jednadžbe. Te se brzine lijepo podudaraju s GPS mjerenjima.
Seizmičke metode koriste se žarišni mehanizmi potresa radi otkrivanja orijentacije rasjeda. Iako su manje precizne od paleomagnetskog mapiranja i geometrije, ove su metode korisne za mjerenje pomicanja ploča u dijelovima svijeta koji nisu dobro preslikani i imaju manje GPS stanica.
Kretanje geoloških ploča: prošlost
Znanstvenici mogu proširiti mjerenja u geološku prošlost na nekoliko načina. Najjednostavnije je proširiti paleomagnetske karte okeanskih ploča iz središta širenja. Magnetske karte morskog dna precizno se prevode u dobne karte. Te karte također otkrivaju kako su pločice mijenjale brzinu dok su ih sudari premještali u preuređenja.
Nažalost, morsko dno je relativno mlado, staro ne više od 200 milijuna godina, jer s vremenom subdukcijom nestaje ispod drugih ploča. Kako znanstvenici dublje gledaju u prošlost, oni se moraju sve više oslanjati na paleomagnetizam u kontinentalnim stijenama. Kako su pokreti ploča rotirali kontinente, drevne stijene su se okrenule s njima, a tamo gdje su njihovi minerali nekoć ukazivali na sjever, sada pokazuju negdje drugdje, prema "prividnim polovima". Kad nacrtate ove prividne stupove na mapi, oni izgledaju kao da odmiču od pravog sjevera kako se vraćaju stijene vrijeme. U stvari, "sjever" se ne mijenja (obično), a lutajući paleo-stupovi pripovijedaju o lutajućim kontinentima.
Gore navedene metode omogućuju izradu integrirane vremenske trake kretanja litosfernih ploča, tektonskog putopisa koji glatko vodi do danas.