板块构造学把地球地壳移动的难题放在一起

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板块边界观测站于2004年由UNAVCO建立(由美国国家科学基金会和美国宇航局资助),作为一个地球测量仪器网络,已经在北美安装了1100多个GPS站点,其中包括位于阿拉斯加德纳里的这个站点,它监测太平洋和北美的构造板块。国家公园管理局

早在1911年,一位德国气象学家和地球物理学家命名阿尔弗雷德韦格纳他在一所大学图书馆做研究时,偶然发现了一篇科学论文,上面列出了在大西洋两岸发现的相同动植物的古代化石。这让韦格纳开始思考,相同的生物是如何在相隔数千英里的两个地方进化的。18新利最新登入一些科学家认为土地的桥梁曾经存在于这两个地方之间。但韦格纳看了非洲和南美洲的海岸线地图,有了不同的想法。如果这些大陆曾经是连接在一起,然后分开,作为一个仍在进行的过程的一部分?

从这个灵感中,魏格纳提出了他的大陆漂移理论,在当时广泛的嘲笑是荒谬的。然而,到了20世纪50年代和60年代,科学家们开18新利最新登入始认为韦格纳可能说到了一些东西,而那些碎片地壳在缓慢地移动这一过程不仅解释了地球的许多特征,而且可能有助于地球上的生命成为可能。

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板块构造理论

板块构造论地壳和上地幔是由什么组成的理论大量的大板块和小板块它们紧密地结合在一起,但在不断地运动,有时向另一个移动,有时又分开。

这种运动被称为板块运动或构造漂移,它已经持续了很长很长一段时间。一个约翰霍普金斯大学的研究人员进行了这项研究2019年8月发表在科学杂志《自然》上的一篇论文得出结论,板块构造始于大约25亿年前,并从那时起逐渐发展。

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“地球是一个大型热机,”雷Russo他是佛罗里达大学地质学副教授,也是板块构造学专家,他通过电子邮件解释道。行星吸积、重力压缩和放射性衰变留下的热量被困在地球内部。因为热量从温暖的地区流向寒冷的地区,地球内部的热量倾向于流向寒冷的表面。将这些热量从地球内部深处传递到地球表面的最有效方式是对流。因此,在大范围内,热地幔物质上升,取代了地球表面形成的冷地幔物质。

“从本质上讲,冷物质是地球的刚性板块,”罗素继续说。“这些板块在冷却时变得致密,最终它们变得致密到足以沉入地幔,冷却地球并在全球范围内搅动地幔。简而言之,这就是板块构造学说。”

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这张地图显示了世界上18新利最新登入已命名的构造板块,并说明了它们的运动模式。
维基共享资源(CC By-SA 4.0

板块移动非常非常慢——平均速度为每年0.6英寸(1.5厘米),尽管科学家们已经做到了不同的意见看动作是变慢了还是变大了。

板块沿边界相互作用三种不同的方式

  • 当两个板块远离彼此时,就会产生不同的边界在美国,地震经常发生,热岩浆或熔融岩石从地幔上升到地表,形成新的地壳。
  • 相反,在两个板块结合的地方,a汇聚边界发生。这些地方板块的撞击会导致边缘弯曲并向上推动形成山脉,或者弯曲在海底形成一条深沟。火山链通常平行于边界形成。趋同的边界创造了大陆地壳,但破坏了作为海底一部分的地壳。
  • 在一个变换板块边界,两个板块就会互相滑过。变形板块边界上的地壳会破裂,但与其他两种边界不同的是,它不会产生任何新的地壳。地震在这些断层上很常见。

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火山的形成

正如罗素解释的那样,板块构造深刻地影响着我们整个星球及其所有的自然过程。一个重要的原因是板块的运动导致了火山——基本上,地壳上的断裂是热量和熔岩的通风口——它们的喷发不断地使占地球表面72%的海洋盆地重新浮出水面。同样重要的是,与构造板块运动相关的火山活动会导致较轻、密度较低的矿物从地幔中较重、密度较大的矿物中分离出来。罗素说:“这些轻矿物的积累导致了我们生活的大陆的发育和增长。”

构造板块的运动也以多种方式帮助创造了使地球上生命成为可能的条件。例如,它导致了热火山岩与海洋中的水的相互作用,而这些岩石中离子的浸出是控制海洋盐度的原因。“生命在海洋中进化,在这种富含离子的水中,例如,人类有血液盐度相当于海水的盐度作为直接后果,”罗素说。此外,他指出,板块构造引发的火山活动也有助于创造肥沃的土壤,使植物能够生长,并产生维持人类和大型动物生命的食物和氧气。

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通过重新排列大陆和海洋盆地的构造,板块构造也影响着地球的气候。罗素说:“例如,目前海洋盆地的形状不断向极地地区提供温暖的赤道水,使地球在赤道和两极之间不会出现非常极端的表面温度。”

由构造运动形成的山也是地球上最重要的二氧化碳汇之一,通过形成新的矿物质帮助降低大气中的二氧化碳含量。这一过程随着温度的变化而增减,使山脉成为巨大的恒温器。

大陆块体的逐渐移动也起了重要作用生物进化.Russo解释说:“物种形成——新物种的发展——发生在一组植物或动物被分为两个不再繁殖的群体时,例如,当一个超大陆分裂时,新的海洋盆地在其大陆碎片之间形成时,就经常发生。”

所有这些都可能使阿尔弗雷德·魏格纳——他死于1930年——成为在暴风雪中迷失在格陵兰岛的一次探险中——终于被证明是正确的。

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