Konveksiyon Akımları: Tanımı, Çalışmaları ve Kopyaları

Konveksiyon akımları, karasal plakaların sürekli olarak gerçekleştirdiği sürekli harekettir. Büyük ölçekte oluşma eğiliminde olmalarına rağmen, daha küçük ölçekte olduğunu da gösteren çalışmalar var.

Dünya gezegeni bir çekirdek, manto ve yer kabuğundan oluşur. Manto, çekirdek ve kabuk arasında bulabildiğimiz katmandır. Bunun derinliği, bulunduğumuz gezegenin noktasına bağlı olarak, yüzeyden 30 km derinliğe, 2.900 km'ye kadar uzayabilir.

Manto, çekirdek ve kabuktan farklıdır, çünkü mekanik bir davranışı vardır. Katı bir yapışkan malzeme ile oluşturulur. Bu, maruz kaldığı yüksek basınç nedeniyle viskoz bir durumdadır.

Mantonun sıcaklığı 3.500 ºC'ye ulaşana kadar 600 ºC arasında salınabilir. Yüzeye ne kadar yakınsa o kadar soğuk, çekirdeğe ne kadar yakınsa o kadar soğuktur.

Mantoyu üst ve alt olmak üzere iki kısma ayırabiliriz. Alt manto, Mohorovičić'in süreksizliğinden yaklaşık 650 km derinliğe kadar akıyor.

Yaygın olarak Moho olarak bilinen bu süreksizlik, okyanus tabanının sadece 10 km altında olan ortalama 35 km derinlikte yer almaktadır. Alt manto 650 km derinlik arasındaki kısım olup gezegenin iç çekirdeği sınırına kadar olacaktır.

Çekirdek ve yer kabuğunun arasındaki termal fark nedeniyle, tüm manto boyunca konvektif akımlar üretilir.

Konveksiyon akımları: hipotezlerin kökeni

1915 yılında, Alfred Wegener tarafından geliştirilen bir hipotez, kıta kütlelerinin hareketini öne sürdü. Wegener, nasıl kanıtlayacağını bilmese de, kıtaların okyanus tabanında hareket ettiğini söyledi.

1929'da, tanınmış bir İngiliz jeolog olan Arthur Holmes, yer kabuğunun altında, tektonik levhaları ve dolayısıyla kıtaları hareket ettirecek gücü olan lav taşınım akımlarına neden olan bir erimiş kaya battaniyesi bulabileceğimiz hipotezini öne sürdü.

Teori tutarlı olmasına rağmen, 1960'lı yıllara kadar plaka tektoniği ile ilgili teorilerin gelişmeye başlaması kabul edilmedi.

Bu formülasyonlarda, karasal plakaların, dünyanın taşınım kuvvetleri nedeniyle hareket ederek, dünya yüzeyini şekillendirmekten sorumlu olan şoklara neden olduğu anlaşılmıştır.

Ne o zaman?

Konveksiyon akımları, yerin mantosunda yerçekimi yardımı ile oluşan malzemelerin akımlarıdır.

Bu akımlar, Wegener'in önerdiği gibi sadece kıtaların değil, mantoların üstündeki tüm taşyünü plakaların taşınmasından sorumludur.

Bu akımlar sıcaklık ve yoğunluktaki farklılıklarla üretilir. Yerçekimi sayesinde, sıcak malzemeleri yüzey yönünde yükseltirler, çünkü daha az ağırdırlar.

Bu nedenle, daha soğuk olan malzemelerin daha yoğun ve daha ağır olduğu, dolayısıyla Dünya'nın çekirdeğine doğru indikleri anlamına gelir.

Daha önce de belirttiğimiz gibi, manto katı malzemelerden yapılmış, ancak kırılmadan hareket eden, şekil değiştiren ve gerilen yapışkan bir malzememiş gibi davranır. Yüksek sıcaklıklar ve bu malzemelerin maruz kaldığı büyük basınç nedeniyle bu şekilde davranır.

Dünyanın çekirdeğine yakın bir alanda, sıcaklıklar 3.500 ° C'ye ulaşabilir ve mantonun bu bölümünde bulunan kayaçlar eritilebilir.

Katı malzemeler eridiğinde, yoğunluğunu kaybederler, böylece daha hafif hale gelirler ve yüzeye çıkarlar. Yukarıdaki katı maddelerin basıncı, daha sıcak malzemelerin yüzeye doğru çıkmasına izin vererek, ağırlıklarına göre alçalmalarını sağlar.

Yükselen formdaki bu malzeme akımları, tüy veya termal erik olarak bilinir.

Litosfere ulaşan malzemeler içinden geçebilir ve kıtaların parçalanması budur.

Okyanus litofosunun mantodan çok daha düşük bir sıcaklığı vardır, bu nedenle büyük soğuk parçalar manto içine batar ve aşağı doğru akıntılara neden olur. Bu aşağı doğru akımlar, soğuk okyanik litosfer topaklarını çekirdeğin çevresine hareket ettirebilir.

Bu üretilen akımlar, ister yükseliyor ister iniyor olsunlar, bir top gibi hareket ederler, yer kabuğunun tektonik plakalarının hareketini açıklayan konveksiyon hücrelerini oluştururlar.

Bu teorilerin eleştirisi

Yeni çalışmalar konveksiyon hücrelerinin teorisini biraz değiştirdi. Bu teori doğruysa, dünya yüzeyini oluşturan tüm plakaların bir taşınım hücresi olması gerekir.

Bununla birlikte, tek bir konveksiyon hücresinin büyük bir çapa ve büyük bir derinliğe sahip olması gereken kadar büyük plakalar vardır. Bu, bazı hücrelerin çekirdeğin derinliğine ulaşmasına neden olur.

Bu son araştırmalar için, iki ayrı konvektif sistem olduğu fikrine varıldı, bu nedenle dünyanın bu kadar uzun süre ısıyı korumasının nedeni bu.

Sismik dalgaların çalışmaları, dünyanın iç sıcaklığının verilerini ve bir ısı haritasının gerçekleştirilmesini sağlamıştır.

Sismik aktivite ile elde edilen bu veriler, bazıları yer kabuğuna, bazıları çekirdeğe yakın olan iki tip konveksiyon hücresi arasında bir ayrım olduğu teorisini desteklemektedir.

Bu çalışmalar aynı zamanda tektonik plakaların hareketlerinin sadece konveksiyon hücrelerine bağlı olmadığını, aynı zamanda yerçekimi kuvvetinin en içteki parçaları yüzeye doğru itmeye yardımcı olduğunu göstermektedir.

Plaka, konveksiyon kuvvetleri tarafından gerildiğinde, yerçekimi kuvveti, üzerine baskı uygular ve sonunda kırılır.