Πώς ξεκίνησαν οι τεκτονικές πλάκες στη Γη;

Θέα από τη βαθιά Γη με το σπασμένο εξωτερικό κέλυφος της Γης ,νωρίς (μπλε) και τη διαμόρφωση των νέων λιθοσφαιρικών πλακών (κόκκινο), ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης του διαπειριακού μανδύα σε 3D αριθμητικό μοντέλο. Εικόνα: GFZ.

Μια διεθνής ομάδα γεωλόγων έχουν προτείνει μια νέα απάντηση σε ένα μακροχρόνιο ερώτημα για το πώς ξεκίνησαν οι  τεκτονικές πλάκες στη Γη για πρώτη φορά. Ο πλανήτης μας είναι ο μόνος πλανήτης του ηλιακού μας συστήματος που διαθέτει κίνηση των τεκτονικών πλακών, με  συνεχείς αλλαγές, καθώς οι τεκτονικές πλάκες ολισθαίνουν συνεχώς κατά μήκος η μία έναντι της άλλης, μαζί με τους ωκεανούς, συγκρούονται ή βυθίζονται στο μανδύα της Γης. 

Μια ομάδα επιστημόνων από το ETH της Ζυρίχης, το GFZ Γερμανικό Κέντρο Ερευνών για τις Γεωεπιστήμες, το Πανεπιστήμιο του Τέξας και το Πανεπιστήμιο της Σεούλ έχουν εργαστεί για να καθορίσουν την ακριβή αιτία της διαδικασίας.

Οι επιστήμονες έχουν συνδυάσει υψηλής ανάλυσης αριθμητική μοντελοποίηση και γεωλογικές παρατηρήσεις για να δείξουν πως ένα ένα καυτό διάπειρο ανεβαίνει στην λιθόσφαιρα από το βαθύ μανδύα και  πως αυτό θα μπορούσε να είχε προκαλέσει την πρώτη μεγάλης κλίμακας καταβύθιση των τεκτονικών πλακών. Αυτή η διαδικασία της καταβύθισης των τεκτονικών πλακών είναι υπεύθυνη για την ανακύκλωση των υλικών του φλοιού της Γης μέσα στο βαθύ μανδύα για την αποτελεσματική ψύξη του εσωτερικού της Γης.

Οι τεκτονικές πλάκες δεν έχουν λάβει χώρα κατά τη διάρκεια των πρώτων 1 ή 2 δισεκατομμύρια χρόνων της ιστορίας της Γης, καθώς η λιθόσφαιρα δεν είχε σπάσει σε πλάκες και η καταβύθιση δεν ήταν δυνατή.

Οι περισσότερες θερμές κηλίδες θεωρούνται ότι βρίσκονται πάνω από μεγάλα διάπειρα από ασυνήθιστα θερμό μανδυακό υλικό. Αυτά τα μανδυακά διάπειρα (mantle plumes) δημιουργούνται πιθανόν στον κατώτερο μανδύα και ανέρχονται αργά με ρεύματα μεταφοράς. Οι προϋποθέσεις  που πρέπει να πληρούνται για να ξεκινήσει ένα μανδυακό διάπειρο την  πρώτη μακράς διάρκειας καταβύθιση των τεκτονικών πλακών της Γης είναι οι εξής: Πρώτον, το μανδυακό διάπειρο έπρεπε να είναι μεγάλο  και αρκετά θερμό ώστε να λιώσει. Όταν αυτό λιώσει εισβάλει στην λιθόσφαιρα καθιστώντας την μηχανικά αδύναμη και επιτρέποντας του αρχικού υλικού να διεισδύσει στην κρούστα. Δεύτερον, η λιθόσφαιρα έπρεπε να είναι παχιά και αρκετά βαριά για να βυθιστεί μέσα στο μανδύα.

Τα σπασμένα μέρη της λιθόσφαιρας  γύρω από το από το διάπειρο έχουν περισσότερες πιθανότητες να πιεστούν προς τα κάτω από το φορτίο του υλικού παρά να  εξαπλωθούν πάνω από αυτό, ενώ η βύθιση τμημάτων της βαριάς λιθόσφαιρας γκρεμίζει την παρακείμενη λιθόσφαιρα.Τελικά έπρεπε να υπάρχει υγρό νερό στον ωκεανό  το οποίο να λιπαίνει, κατά κάποιο τρόπο, την επιφάνεια της βυθιζόμενης λιθοσφαιρικής πλάκας. Αυτό επέτρεψε να βυθιστεί βαθιά στη γη.

Οι όροι αυτοί προφανώς δεν πληρούνται σε άλλους πλανήτες του ηλιακού συστήματος, ούτε καν στην Αφροδίτη, η λιθόσφαιρα της οποίας είναι πολύ ζεστή και ελαφριά, χωρίς νερό σε υγρή μορφή.

Το πιο πιθανό είναι η αιτία των τεκτονικών πλακών δεν ήταν μόνο μια αλληλεπίδραση ενός ενιαίου διάπειρου στη νεαρή  λιθόσφαιρα της Γης, αλλά μια σειρά  τέτοιων αλληλεπιδράσεων. Η ένταση των εσωτερικών λειτουργιών της Γης έχει δημιουργήσει μια σειρά από «τεκτονικές πλάκες παράθυρα» τα οποία προσχώρησαν μετά από κάποιο χρονικό διάστημα και έτσι ενεργοποιήθηκε η διαδικασία σε παγκόσμια κλίμακα.

 

Γεωδίφης

Πηγή- nature.com

Ρήγμα του Αγίου Ανδρέα, αποτελεί το τεκτονικό όριο μεταξύ της πλάκας του Ειρηνικού και της Πλάκας της Βόρειας Αμερικής . Πηγή- Doc Searls (Flickr - CC).