Почему Земля - единственная планета с тектоникой плит?

Этот снимок, сделанный с Международной космической станции астронавтом Карен Найберг в 2013 году, показывает два крупнейших острова на южной части Маскаренского плато: Реюньон на переднем плане и Маврикий, частично покрытый облаками. Такие особенности могут появиться только на мире, покрытом океаном, с тектоникой плит, и доказательства предполагают, что наличие более чем одной плиты, несмотря на внутреннее тепло, производимое внутри Земли, может быть невозможным без взаимодействия с водой.

На суше тектоника плит является важной частью эволюции Земли.

На этой карте Земли, в черном цвете, показано более 300 000 эпицентров землетрясений, идентифицированных с 1964 года до настоящего времени. Местоположения землетрясений четко обозначают ряд «линий» на карте, которые соответствуют ряду границ между тектоническими плитами на нашей планете.

Литосфера состоит из коры и верхней мантии: разделена на ряд плит.

На границе между двумя плитами на Земле они могут либо разойтись, где новая кора образуется по мере того, как плиты отталкиваются друг от друга, сближаться, где кора уничтожается, поскольку одна плита подталкивается под другую, «трансформироваться», где они скользят горизонтально мимо друг друга, или на граничных зонах, где взаимодействия неясны. Эти процессы ответственны за и связаны с поверхностными особенностями, такими как образование гор, землетрясения, вулканы и многое другое.

Эти плиты сталкиваются, расходятся, поднимаются и подвергаются субдукции, создавая разнообразные поверхностные особенности.

Острова Гавайи, как и большинство островных дуг, формирующихся на Земле, изначально возникли в результате поднятия материала на поверхность Земли мантийным плюмом через кору. Со временем лава накапливается, образуя остров над океанической поверхностью Земли, а затем, когда плита сдвигается так, что формирующаяся, растущая гора больше не находится над тем же горячим пятном, начинает формироваться новый остров. Как только гора уйдет с своего горячего пятна, она может только разрушаться, а не расти дальше.

От формирования гор до вулканических островных цепей до распространения по океану, тектоника плит влияет на Землю глобально.

Озеро Байкал, вид с космоса с борта спутника NASA OrbView-2. Озеро Байкал является седьмым крупнейшим озером в мире по площади поверхности, но содержит больше пресной воды, чем любое другое озеро с существенным отрывом. Это самая глубокая континентальная рифтовая долина, образованная расхождением плит, известная на Земле.

Континентальное дрейф создает и разрывает суперконтиненты множество раз на протяжении истории.

Эта анимация показывает распад суперконтинента Гондвана, который в какой-то момент сам был большой частью Пангеи, на более мелкие континенты: Южную Америку, Антарктиду, Африку, Австралию, а также на компоненты других узнаваемых континентов, таких как Аравия и Индия.

Но уникальна ли Земля? Ни на одной другой известной планете не обнаружена тектоника плит.

Этот разрез четырех земных планет плюс Луна Земли показывает относительные размеры ядер, мантий и коры этих пяти миров. Обратите внимание, что ядро Меркурия составляет 85% его внутренней части по радиусу; граница ядра/мантии Венеры очень неопределенна; и что Меркурий - единственный известный мир без коры. Тем не менее, только Земля демонстрирует тектонику плит; остальные три каменистые планеты обладают только одиночными плитами.

Марс - планета с одной плитой, что позволяет сформироваться Олимпу Монс.

Этот компьютерно-генерированный вид Олимпа Монс показывает размер вулкана, его кальдеру и его длинные, пологие стороны, что делает его самым крупным известным планетарным вулканом. Из-за отсутствия на Марсе тектоники плит магматическая камера под Олимпом Монс, при извержении, продолжает увеличивать этот один вулкан снова и снова. Он является самым крупным в Солнечной системе на протяжении миллиардов лет и продолжает расти на геологических временных шкалах.

С неподвижной одиночной плитой и горячим пятном под ней, Олимп Монс является крупнейшим планетарным вулканом.

Лазерный альтиметр Mars Orbiter (MOLA) - цветная топографическая карта западного полушария Марса, показывающая регионы Тарсис и Долины Маринериса. Ударный бассейн Аргир находится внизу справа, а низменность Хрис-Планития — справа (восток) от региона Тарсис. Гора Олимп, расположенная в левом верхнем углу, — самый большой и высокий из четырех главных высоких планетарных вулканов, показанных здесь на Марсе.

Меркурий потерял большую часть своей мантии на раннем этапе, остыв и формируя твердую планету с одной плитой.

Когда речь заходит о крупных, не газообразных мирах Солнечной системы, Меркурий имеет, безусловно, самое большое металлическое ядро по отношению к его размеру. Однако именно Земля является самой плотной из всех этих миров, ни одно другое крупное тело не сравнимо по плотности, благодаря дополнительному фактору гравитационного сжатия. В отличие от Венеры, Земли и Марса, у Меркурия нет отдельного корового слоя, о котором можно было бы говорить.

Но Венера, почти равная по размеру и массе Земле с сопоставимым внутренним теплом, сегодня кажется одноплитной.

Земля на видимом свете справа и Венера, видимая в инфракрасном излучении слева, имеют практически идентичные радиусы, при этом Венера примерно на ~90–95% физического размера Земли. Несмотря на производство аналогичного количества внутреннего тепла, Земля демонстрирует активность тектоники плит, в то время как у Венеры есть только одна неподвижная плита. Однако оба мира вулканически активны.

Хотя она все еще вулканически активна, поверхность Венеры деформируется, но не течет.

Эти два изображения одного и того же региона поверхности Венеры, сделанные космическим аппаратом Magellan в 1990 и 1992 годах, показывают доказательства изменяющегося ландшафта: согласующиеся с вулканическим извержением, перекрывающим и добавляющим материал к части изображаемого ландшафта здесь. Перекрытие или закрытие предыдущих кратеров является крайне убедительным доказательством такого явления.

Возможно, Земля обязана своей уникальной тектоникой глобальным океанам, с намеками, найденными в других местах.

Эта художественная реконструкция показывает наблюдаемые поверхностные особенности на Европе, нанесенные на теоретическую подповерхностную структуру второго галилеевого спутника Юпитера. Многочисленные особенности, свидетельствующие о тектонике плит, видны на поверхности, хотя это ледяные плиты, а не каменные плиты на Европе.

Европа, ледяной спутник Юпитера, демонстрирует доказательства тектоники ледяных плит.

Эта концептуальная иллюстрация процесса субдукции (когда одна плита принудительно опускается под другую) показывает, как холодная, хрупкая, внешняя часть 20–30 километровой (примерно 10–20 миль) ледяной оболочки Европы перемещается в теплую внутреннюю часть оболочки и в конечном итоге поглощается. На поверхности в верхней части пластины создается низкорельефная зона субсумпции, рядом с которой могли извергаться криолавы. Миссия Europa Clipper направлена на дальнейшее изучение этого спутника Юпитера.

Субдукция и подповерхностное восхождение жидкости происходят там, с подобной активностью, возможно, на Плутоне.

Жидкая вода может быть ключом.

Геологические особенности и научные данные, наблюдаемые и полученные миссией New Horizons, указывают на подповерхностный океан под поверхностью Плутона, охватывающий весь планету. Могут быть плитоподобные поведения, поскольку различные регионы ледяной коры Плутона сталкиваются, и, возможно, поднимаются и подвергаются субдукции: что-то, что оно может иметь общее с многими мирами с большими количествами воды на поверхности и под поверхностью.

Внутреннее тепло плюс смазывающее воздействие воды в совокупности, вероятно, обеспечивают движение и скольжение плит Земли.

Земная кора тоньше всего над океаном и толще всего над горами и плато, как диктует принцип плавучести и подтверждают гравитационные эксперименты. Вероятно, совокупное воздействие внутреннего тепла Земли, а также большого количества жидкой воды на поверхности Земли и внутри нее позволяет литосфере, самой верхней части мантии плюс земной коры, фрагментироваться на плиты, которые скользят друг по другу, сталкиваться. , и разошлись.