Vnitřek Země a desková tektonika

Vnitřek Země & Desková tektonika Copyright © 1995-2009 by Rosanna L. Hamilton.Všechna práva vyhrazena. Teorie je nástroj – ne víra. -J. J. Thomson

Vnitřek Země

Stejně jako dítě může zatřást nerozbaleným dárkem ve snaze objevit obsah dárku, tak člověk musí naslouchat zvonění a vibracím naší Zeměve snaze objevit jejíobsah. K tomu slouží seismologie, která se stala hlavní metodou používanou při studiu zemského nitra.Seismos je řecké slovo, které znamená otřes; podobá se zemětřesení, otřesu nebo prudkému pohybu. Seismologie se na Zemi zabývá studiem vibrací, které jsou vyvolány zemětřesením, dopadem meteoritů nebo umělými prostředky, jako je výbuch. Při těchtopříležitostech se používá seismograf, který měří a zaznamenává skutečné pohyby a vibrace uvnitř Země a země.

Vědci rozdělují seismické pohyby do čtyř typůdiagnostických vln, které se pohybují rychlostí od 3 do 15 kilometrů(1,9 až 9,4 mil) za sekundu. Dvě z těchto vln se pohybují po povrchuZemě v podobě valivých vln. Další dvě, primární (P) neboli kompresní vlny a sekundární (S) neboli smykové vlny, pronikají do nitra Země. Primární vlny stlačují a rozšiřují hmotu, kterou procházejí (buď horninu, nebo kapalinu), podobně jako zvukové vlny. mají také schopnost pohybovat se dvakrát rychleji než vlny S. Sekundární vlny se šíří horninou, ale nejsou schopny procházet kapalinou. Vlny P i S se lámou nebo odrážejí v místech, kde se setkávají vrstvy s různými fyzikálními vlastnostmi. Snižují také rychlost, když se pohybují horkým materiálem. Tyto změny směru a rychlosti jsou prostředkem k lokalizaci diskontinuit.

Dělení v zemském nitru
(Převzato z, Beatty, 1990.)

Seismické diskontinuity pomáhají rozlišit dělení Země na vnitřní jádro, vnější jádro, D“, spodní plášť, přechodnou oblast,svrchní plášť a kůru (oceánskou a kontinentální). Pozdějšídiskontinuity byly rovněž rozlišeny a zmapovány pomocíseismické tomografie, ale nebudou zde diskutovány.

• Vnitřní jádro: 1,7 % hmotnosti Země; hloubka 5 150-6 370 km (3 219-3 981 mil)
  Vnitřní jádro je pevné a nepřipojené k plášti, zavěšené v roztaveném vnějším jádru. Předpokládá se, že ztuhlo v důsledku tlakového mrznutí, ke kterému dochází u většiny kapalin při poklesu teploty nebo zvýšení tlaku.
• Vnější jádro: 30,8 % hmotnosti Země; hloubka 2 890-5 150 km
  Vnější jádro je horká, elektricky vodivá kapalina, v níž dochází ke konvektivnímu pohybu. Tato vodivá vrstva v kombinaci s rotací Země vytváří dynamoefekt, který udržuje systém elektrických proudů známý jako magnetické pole Země. Je také zodpovědná za jemné trhání zemské rotace. Tato vrstva není tak hustá jako čisté roztavené železo, což naznačuje přítomnost lehčích prvků. Vědci předpokládají, že asi 10 % této vrstvy tvoří síra a/nebo kyslík, protože tyto prvky jsou ve vesmíru hojné a snadno se rozpouštějí v roztaveném železe.
• D“: 3 % hmotnosti Země; hloubka 2 700-2 890 kilometrů
  Tato vrstva je silná 200 až 300 kilometrů (125 až 188 mil) apředstavuje asi 4 % hmotnosti plášťové kůry. Ačkoli je často označována za součást spodního pláště, seismické diskontinuity naznačují, že vrstva „D“ se může chemicky lišit od spodního pláště ležícího nad ní. Vědci se domnívají, že se materiál buď rozpustil v jádře, nebo byl schopen propadnout pláštěm, ale ne do jádra kvůli své hustotě.
• Spodní plášť: 49,2 % hmotnosti Země; hloubka 650-2 890 km (406-1 806 mil)
  Spodní plášť obsahuje 72,9 % hmoty plášťové kůry a je pravděpodobně složen hlavně z křemíku, hořčíku a kyslíku. Pravděpodobně obsahuje takénějaké železo, vápník a hliník. Vědci vycházejí z předpokladu, že Země má podobné množství a podíl kosmických prvků, jaké se vyskytují na Slunci a v primitivních meteoritech.
• Přechodná oblast: 7,5 % hmotnosti Země; hloubka 400-650 kilometrů (250-406 mil)
  Přechodná oblast neboli mezosféra (pro střední část pláště), někdy nazývaná úrodná vrstva,obsahuje 11,1 % hmotnosti plášťové kůry a je zdrojem bazaltických magmat. Obsahuje také vápník, hliník a granát, což je komplexní křemičitý minerál obsahující hliník. Tato vrstva je díky granátu za studena hustá. Za horka je plovoucí, protože tyto minerály se snadno taví a tvoří čedič, který pak může stoupat horními vrstvami jako magma.
• Svrchní plášť: Horní plášť obsahuje 10,3 % hmoty Země; hloubka 10-400 km
  Svrchní plášť obsahuje 15,3 % hmoty zemské kůry. Fragmenty byly pro naše pozorování vyhloubeny erozními horskými pásmy a sopečnými výbuchy. Takto nalezené minerály jsou především olivín (Mg,Fe)2SiO4 a pyroxen(Mg,Fe)SiO3. Tyto a další minerály jsou při vysokých teplotách žáruvzdorné a krystalické, proto se většina z nich ze stoupajícího magmatu vysráží a buď vytvoří nový krystalický materiál, nebo plášť nikdy neopustí. Část svrchního pláště zvaná astenosféra může býtčástečně roztavená.
• Oceánská kůra: 0,099 % hmotnosti Země; hloubka 0-10 km
  Oceánská kůra obsahuje 0,147 % hmoty pláště. Většina zemské kůry vzniklav důsledku sopečné činnosti. Systém oceánských hřbetů, 40 000 km (25 000 mil) dlouhá síť sopek,vytváří novou oceánskou kůru rychlostí 17 km3za rok a pokrývá oceánské dno čedičem. havaj a island jsou dva příklady akumulace čedičových kup.
• Kontinentální kůra: 0,374 % hmotnosti Země; hloubka 0-50 km.
  Kontinentální kůra obsahuje 0,554 % hmotnosti zemské kůry. Jedná se o vnější část Zeměskládanou převážně z krystalických hornin. Jedná se o vzplývavé minerály s nízkou hustotou, v nichž převládá především křemen (SiO2) a živce (křemičitany chudé na kovy). kůra (oceánská i pevninská) jepovrch Země; jako taková je nejchladnější částí naší planety. Protože se chladné horniny deformují pomalu, označuje se tento tuhý vnější plášť jako litosféra (tj. pevná nebo silná vrstva).

Litosféra &Desková tektonika

Oceánská litosféra

Tuhá, nejsvrchnější vrstva Země tvořená zemskou kůrou a svrchním pláštěm se nazývá litosféra. Nová oceánská litosféra vzniká vulkanismem v podobě puklin na středooceánských rozhraních, což jsou trhliny, které obepínají zeměkouli. Jak se tato nová litosféra vynořuje zespodu, uniká z ní teplo. Postupně se ochlazuje, smršťuje a vzdaluje od hřbetu a putuje po mořském dně do subdukčních zón v procesu zvaném šíření mořského dna. Časem starší litosféra zhoustne a nakonec se stane hustší než plášť pod ní, což způsobí její sestup (subdukci) zpět do Země pod strmým úhlem a ochlazování nitra. Subdukce je hlavní metodou ochlazování plášťů pod výškou 100 km. Pokud je litosféra mladá, a tudíž horká v subdukční zóně, bude tlačena zpět do nitra pod menším úhlem.

Kontinentální litosféra

Kontinentální litosféra je asi 150 kilometrů (93 mil) silná, s nízkou hustotou kůry a svrchního mantlu, které jsou trvale vztlakové.Kontinenty jsou bočně unášeny podél konvekčního systému pláštěod horkých plášťových zón k chladnějším, což je proces známý jako kontinentální drift. Většina kontinentů se nyní nachází na chladnějších částech pláště nebo se k nim pohybuje, s výjimkou Afriky. Afrika byla kdysi jádrem Pangey, superkontinentu, který se nakonec rozpadl na dnešní kontinenty.Několik set milionů let před vznikem Pangey se jižní kontinenty – Afrika, Jižní Amerika, Austrálie, Antarktida a Indie – spojily v takzvanou Gondwanu.

Desková tektonika

Hranice krystalických desek
(S laskavým svolením NGDC)

Desková tektonika zahrnuje vznik, boční pohyb,vzájemné působení a destrukci litosférických desek. Tímto procesem se uvolňuje velká část vnitřního tepla Země a následně se formuje mnoho velkých strukturních a topografických prvků Země. Kontinentální riftová údolí a rozsáhlé čedičové plošiny vznikají při rozpadu desek, kdy se magma dostává z pláště na dno oceánu, vytváří novou kůru a odděluje středooceánské hřbety. desky se srážejí a ničí při sestupu v subdukčních zónách, čímž vznikají hluboké oceánské příkopy, řetězce sopek, rozsáhlé transformační zlomy, široce lineární vyvýšeniny a zalomené horské pásy. V současné době je zemská litosféra rozdělena na osm velkých desek s přibližně dvěma desítkami menších, které se nad nimi pohybují rychlostí 5 až 10 cm za rok. Osm velkých desek je africká, antarktická, euroasijská, indicko-australská, deska Nazca, severoamerická, pacifická a jihoamerická. Několik menších desek je Anatolská, Arabská, Karibská, Kokosová, Filipínská a Somálská deska.

Beatty, J. K. and A. Chaikin, eds. Nová sluneční soustava.Massachusetts: Sky Publishing, 3. vydání, 1990.

Press, Frank a Raymond Siever. Země. New York: W. H. Freemanand Company, 1986.

Seeds, Michael A. Horizons. Belmont, Kalifornie: Wadsworth, 1995.

.