كيفية قياس الحركة في الصفائح التكتونية

صفائح الغلاف الصخري هي أجزاء من قشرة الأرض والغطاء العلوي تتحرك - ببطء شديد - فوق الوشاح السفلي أدناه. يعرف العلماء أن هذه الصفائح تتحرك من خطين مختلفين من الأدلة - جيوديسية وجيولوجية - مما يسمح لهم بتتبع تحركاتهم في الزمن الجيولوجي.

الجيوديسيا ، علم قياس شكل الأرض ومواقعها عليها ، تسمح بقياس حركة اللوحة باستخدامها مباشرة GPS، نظام تحديد المواقع العالمي. هذه الشبكة من الأقمار الصناعية أكثر استقرارًا من سطح الأرض ، لذلك عندما تتحرك قارة بأكملها في مكان ما ببضعة سنتيمترات في السنة ، يمكن لنظام تحديد المواقع العالمي تحديد ذلك. كلما طال تسجيل هذه المعلومات ، أصبحت أكثر دقة ، وفي معظم أنحاء العالم ، أصبحت الأرقام دقيقة للغاية بالفعل.

شيء آخر يمكن أن يظهره GPS هو الحركات التكتونية في غضون لوحات. افتراض واحد وراء الصفائح التكتونية هو أن الغلاف الصخري جامد ، وبالفعل لا يزال هذا افتراضًا سليمًا ومفيدًا. لكن أجزاء من الألواح ناعمة بالمقارنة ، مثل هضبة التبت وأحزمة الجبال الغربية الأمريكية. تساعد بيانات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على فصل الكتل التي تتحرك بشكل مستقل ، حتى لو لم يكن سوى بضعة ملليمترات في السنة. في الولايات المتحدة ، تم تمييز لوحات ميكرو سييرا نيفادا وباها كاليفورنيا بهذه الطريقة.

تساعد ثلاث طرق جيولوجية مختلفة في تحديد مسارات الألواح: مغناطيسية قديمة وهندسية وزلزالية. تعتمد الطريقة المغناطيسية القديمة على المجال المغناطيسي للأرض.

في كل ثوران بركاني ، تمغنط المعادن الحاملة للحديد (المغنتيت في الغالب) بسبب المجال السائد عندما تبرد. يشير الاتجاه الذي يتم فيه مغنطة إلى أقرب قطب مغناطيسي. نظرًا لأن الغلاف الصخري المحيطي يتشكل باستمرار من خلال البراكين في نشر التلال ، فإن لوحة المحيط بأكملها تحمل توقيعًا مغناطيسيًا ثابتًا. عندما يعكس المجال المغناطيسي للأرض الاتجاه ، كما يفعل لأسباب غير مفهومة تمامًا ، يأخذ الصخرة الجديدة التوقيع المعكوس. وبالتالي فإن معظم قاع البحر لديه نمط مخطط من التمغنط كما لو كانت قطعة من الورق تخرج من جهاز فاكس (فقط متناظرة عبر مركز الانتشار). الاختلافات في المغنطة طفيفة ، ولكن أجهزة قياس المغناطيسية الحساسة على السفن والطائرات يمكنها اكتشافها.

أحدث انعكاس للمجال المغناطيسي كان قبل 781000 سنة ، لذا فإن رسم هذا الانعكاس يعطي العلماء فكرة جيدة عن حركات الصفائح في الماضي الجيولوجي الأخير.

تعطي الطريقة الهندسية العلماء اتجاه الانتشار للذهاب بسرعة الانتشار. لأنه يقوم على أخطاء التحويل على طول منتصف حواف المحيط. إذا نظرت إلى سلسلة منتشرة على خريطة ، فإن لها نمطًا من خطوات الدرج من الأجزاء بزاوية قائمة. إذا كانت الأجزاء المنتشرة هي المداس ، فإن المحولات هي الارتفاعات التي تربطها. بعد قياسها بدقة ، تكشف هذه التحولات عن اتجاهات الانتشار. مع سرعات اللوحة واتجاهاتها ، لديك سرعات يمكن توصيلها بالمعادلات. تتطابق هذه السرعات مع قياسات GPS بشكل جيد.

استخدام طرق الزلازل آليات التنسيق الزلازل للكشف عن اتجاه الأخطاء. على الرغم من أنها أقل دقة من رسم الخرائط والهندسة القديمة ، إلا أن هذه الطرق مفيدة لقياس حركات الألواح في أجزاء من العالم لم يتم تحديدها جيدًا ولديها عدد أقل من محطات GPS.

يمكن للعلماء توسيع القياسات في الماضي الجيولوجي بعدة طرق. أبسطها هو توسيع الخرائط المغناطيسية القديمة للألواح المحيطية خارج مراكز الانتشار. الخرائط المغناطيسية لقاع البحر تترجم بدقة إلى خرائط العمر. تكشف هذه الخرائط أيضًا عن كيفية تغيير الصفائح للسرعة حيث تصادمها التصادمات إلى إعادة ترتيب.

لسوء الحظ ، فإن قاع البحر صغير نسبيًا ، ولا يزيد عمره عن 200 مليون سنة ، لأنه يختفي في النهاية تحت لوحات أخرى عن طريق الاندساس. بينما ينظر العلماء إلى عمق أكثر في الماضي ، يجب أن يعتمدوا أكثر فأكثر على المغنطيسية القديمة في الصخور القارية. عندما دارت حركات الصفائح القارات ، انقلبت الصخور القديمة معها ، وحيثما كانت معادنها تشير إلى الشمال ، فإنها تشير الآن في مكان آخر ، نحو "القطبين الظاهريين". عندما ترسم هذه الأعمدة الظاهرة على الخريطة ، يبدو أنها تتجول بعيدًا عن الشمال الحقيقي حيث تعود العصور الصخرية زمن. في الواقع ، "الشمال" لا يتغير (عادة) ، وأقطاب الحفريات المتجولة تروي قصة القارات المتجولة.

تسمح الطرق المذكورة أعلاه معًا بإنتاج خط زمني متكامل لحركة صفائح الغلاف الصخري ، وهي رحلة تكتونية تؤدي بسلاسة إلى الوقت الحاضر.