Litosfærisk kort over verden. Lithosfæren som et element i den geografiske skal

Jorden afkøles som et bagt æble, og der kommer rynker på den i form af bjergkæder. Disse ideer blev udviklet af teorien om geosynclines, skabt på grundlag af studiet af foldede strukturer. Denne teori blev formuleret af James Dana, som tilføjede princippet om isostasi til kontraktionshypotesen. Ifølge dette koncept består Jorden af granitter (kontinenter) og basalter (have). Når Jorden trækker sig sammen, opstår der tangentielle kræfter i havbassinerne, som presser på kontinenterne. Sidstnævnte stiger op i bjergkæder og kollapser derefter. Materialet, der opstår ved ødelæggelse, aflejres i fordybningerne.

Derudover begyndte Wegener at lede efter geofysiske og geodætiske beviser. Men på det tidspunkt var niveauet af disse videnskaber tydeligvis ikke tilstrækkeligt til at registrere den moderne bevægelse på kontinenterne. I 1930 døde Wegener under en ekspedition i Grønland, men før sin død vidste han allerede, at det videnskabelige samfund ikke accepterede hans teori.

I første omgang teori om kontinentaldrift blev modtaget positivt af det videnskabelige samfund, men blev i 1922 udsat for hård kritik fra flere kendte specialister. Hovedargumentet imod teorien var spørgsmålet om den kraft, der bevæger pladerne. Wegener mente, at kontinenterne bevægede sig langs havbundens basalter, men det krævede enorm kraft, og ingen kunne nævne kilden til denne kraft. Coriolis-kraften, tidevandsfænomener og nogle andre blev foreslået som en kilde til pladebevægelse, men de enkleste beregninger viste, at de alle var absolut utilstrækkelige til at flytte enorme kontinentale blokke.

Kritikere af Wegeners teori fokuserede på spørgsmålet om den kraft, der flyttede kontinenterne, og ignorerede alle de mange fakta, der bestemt bekræftede teorien. I det væsentlige fandt de et enkelt emne, hvor det nye koncept var magtesløst, og uden konstruktiv kritik afviste de hovedbeviserne. Efter Alfred Wegeners død blev teorien om kontinentaldrift forkastet, og blev en udkantsvidenskab, og langt størstedelen af forskningen blev fortsat udført inden for rammerne af geosynklinteori. Sandt nok måtte hun også lede efter forklaringer på historien om dyrs bosættelse på kontinenterne. Til dette formål blev der opfundet landbroer, der forbandt kontinenterne, men styrtede ned i havets dybder. Dette var endnu en fødsel af legenden om Atlantis. Det er værd at bemærke, at nogle videnskabsmænd ikke anerkendte verdensmyndighedernes dom og fortsatte med at søge efter beviser for kontinental bevægelse. Tak du Toit ( Alexander du Toit) forklarede dannelsen af Himalaya-bjergene ved kollisionen mellem Hindustan og den eurasiske plade.

Den træge kamp mellem fiksisterne, som man kaldte tilhængere af fraværet af væsentlige horisontale bevægelser, og mobilisterne, som hævdede, at kontinenterne flytter sig, blussede op med fornyet kraft i 1960'erne, da man som følge af undersøgelser af havbunden , blev der fundet spor til at forstå "maskinen" kaldet Jorden.

I begyndelsen af 1960'erne blev der udarbejdet et reliefkort over havbunden, som viste, at midterhavets højdedrag er placeret i midten af oceanerne, som rejser sig 1,5-2 km over de afgrundsfyldte sletter dækket af sediment. Disse data gjorde det muligt for R. Dietz og Harry Hess at fremsætte spredningshypotesen i 1963. Ifølge denne hypotese sker konvektion i kappen med en hastighed på omkring 1 cm/år. De opstigende grene af konvektionsceller udfører kappemateriale under midtoceanryggene, som fornyer havbunden i den aksiale del af højderyggen hvert 300-400 år. Kontinenter flyder ikke på havskorpen, men bevæger sig langs kappen og bliver passivt "loddet" til litosfæriske plader. Ifølge begrebet spredning har havbassiner en variabel og ustabil struktur, mens kontinenter er stabile.

Det samme Drivkraft(højdeforskel) bestemmer graden af elastisk vandret kompression af skorpen ved kraften af viskøs friktion af strømmen mod jordskorpen. Størrelsen af denne kompression er lille i området for opstigningen af kappestrømmen og stiger, når den nærmer sig nedstigningsstedet for strømmen (på grund af transmissionen af trykspænding gennem den stationære hård bark i retningen fra opstigningsstedet til strømmens nedstigningssted). Over den faldende strømning er kompressionskraften i skorpen så stor, at skorpen fra tid til anden overskrides (i området med laveste styrke og højeste spænding), og der opstår uelastisk (plastisk, skør) deformation af skorpen - et jordskælv. Samtidig presses hele bjergkæder, for eksempel Himalaya, ud fra det sted, hvor skorpen er deformeret (i flere faser).

Under plastisk (skør) deformation reduceres spændingen i det - trykkraften ved kilden til jordskælvet og dets omgivelser - meget hurtigt (med hastigheden af jordskælvsforskydning). Men umiddelbart efter afslutningen af den uelastiske deformation fortsætter den meget langsomme stigning i spændingen (elastisk deformation), afbrudt af jordskælvet, på grund af den meget langsomme bevægelse af den tyktflydende kappestrøm, der begynder forberedelsescyklussen til det næste jordskælv.

Pladernes bevægelse er således en konsekvens af overførslen af varme fra Jordens centrale zoner med meget tyktflydende magma. I dette tilfælde omdannes en del af den termiske energi til mekanisk arbejde for at overvinde friktionskræfter, og en del, der har passeret gennem jordskorpen, udstråles i det omgivende rum. Så vores planet er på en måde en varmemotor.

Der er flere hypoteser om årsagen til den høje temperatur i Jordens indre. I begyndelsen af det 20. århundrede var hypotesen om denne energis radioaktive natur populær. Det så ud til at blive bekræftet af skøn over sammensætningen af den øvre skorpe, som viste meget betydelige koncentrationer af uran, kalium og andre radioaktive grundstoffer, men det viste sig senere, at indholdet af radioaktive grundstoffer i klipperne jordskorpen fuldstændig utilstrækkelig til at give den observerede dybe varmeflux. Og indholdet af radioaktive grundstoffer i det underjordiske materiale (sammensætning tæt på havbundens basalter) kan siges at være ubetydeligt. Dette udelukker dog ikke et ret højt indhold af tunge radioaktive grundstoffer, der genererer varme i planetens centrale zoner.

En anden model forklarer opvarmningen ved kemisk differentiering af Jorden. Planeten var oprindeligt en blanding af silikat og metalliske stoffer. Men samtidig med dannelsen af planeten begyndte dens differentiering i separate skaller. Den tættere metaldel skyndte sig mod midten af planeten, og silikater koncentrerede sig ind øvre skaller. Samtidig faldt systemets potentielle energi og blev omdannet til termisk energi.

Andre forskere mener, at opvarmningen af planeten skete som et resultat af tilvækst under meteoritnedslag på overfladen af den begyndende himmellegeme. Denne forklaring er tvivlsom - under tilvækst blev varme frigivet næsten på overfladen, hvorfra den let slap ud i rummet og ikke ind i de centrale områder af Jorden.

Sekundære kræfter

Kraften af viskøs friktion, der opstår som følge af termisk konvektion, spiller en afgørende rolle i pladernes bevægelser, men derudover virker andre, mindre, men også vigtige kræfter på pladerne. Disse er Archimedes' kræfter, der sikrer, at en lettere skorpe svæver på overfladen af en tungere kappe. Tidevandskræfter forårsaget af Månens og Solens gravitationspåvirkning (forskellen i deres gravitationspåvirkning på punkter på Jorden i forskellige afstande fra dem). Nu er tidevandets "pukkel" på Jorden, forårsaget af Månens tiltrækning, i gennemsnit omkring 36 cm. Tidligere var Månen tættere på, og dette var i stor skala, deformationen af kappen fører til dens opvarmning. For eksempel skyldes vulkanismen, der er observeret på Io (en måne af Jupiter) netop disse kræfter - tidevandet på Io er omkring 120 m. Samt kræfter, der opstår som følge af ændringer i atmosfærisk tryk i forskellige områder jordens overflade- atmosfæriske trykkræfter ændres ofte med 3 %, hvilket svarer til et kontinuerligt lag vand på 0,3 m tykt (eller granit mindst 10 cm tykt). Desuden kan denne ændring ske i en zone, der er hundredvis af kilometer bred, mens ændringen i tidevandskræfter sker mere jævnt - over afstande på tusinder af kilometer.

Divergerende grænser eller pladegrænser

Disse er grænser mellem plader, der bevæger sig i modsatte retninger. I Jordens topografi er disse grænser udtrykt som sprækker, hvor trækdeformationer dominerer, tykkelsen af skorpen reduceres, varmestrømmen er maksimal, og aktiv vulkanisme opstår. Hvis der dannes en sådan grænse på et kontinent, så dannes der en kontinental sprække, som senere kan blive til et oceanisk bassin med en oceanisk sprække i midten. I oceaniske sprækker dannes ny oceanisk skorpe som følge af spredning.

Ocean sprækker

Skema over strukturen af midterhavets højderyg

Kontinentale sprækker

Opdelingen af kontinentet i dele begynder med dannelsen af en rift. Skorpen fortynder og bevæger sig fra hinanden, og magmatisme begynder. Der dannes en udvidet lineær fordybning med en dybde på omkring hundreder af meter, som er begrænset af en række forkastninger. Herefter er to scenarier mulige: enten stopper udvidelsen af spalten, og den fyldes med sedimentære bjergarter, bliver til et aulacogen, eller kontinenterne fortsætter med at bevæge sig fra hinanden og imellem dem, allerede i typiske oceaniske sprækker, begynder oceanisk skorpe at dannes .

Konvergerende grænser

Konvergente grænser er grænser, hvor plader støder sammen. Tre muligheder er mulige:

Kontinentalplade med oceanisk plade. Oceanisk skorpe er tættere end kontinental skorpe og synker under kontinentet i en subduktionszone.
Oceanisk plade med oceanisk plade. I dette tilfælde kryber en af pladerne under den anden, og der dannes også en subduktionszone, over hvilken der dannes en ø-bue.
Kontinentalplade med kontinentalplade. Der opstår en kollision, og et kraftigt foldet område fremkommer. Et klassisk eksempel er Himalaya.

I sjældne tilfælde skubbes oceanisk skorpe ind på kontinental skorpe - obduktion. Takket være denne proces opstod ophioliter fra Cypern, Ny Kaledonien, Oman og andre.

Subduktionszoner absorberer oceanisk skorpe og kompenserer derved for dens udseende ved midterhavets højdedrag. Ekstremt komplekse processer og interaktioner mellem skorpen og kappen finder sted i dem. Således kan havskorpen trække blokke af kontinental skorpe ind i kappen, som på grund af deres lave tæthed graves tilbage i skorpen. Sådan opstår metamorfe komplekser af ultrahøje tryk, et af de mest populære objekter for moderne geologisk forskning.

De fleste moderne subduktionszoner er placeret langs periferien af Stillehavet og danner Stillehavets Ring of Fire. De processer, der forekommer i pladekonvergenszonen, anses med rette for at være blandt de mest komplekse i geologi. Den blander blokke af forskellig oprindelse og danner en ny kontinental skorpe.

Aktive kontinentale marginer

Aktiv kontinental margin

En aktiv kontinentalmargin opstår, hvor oceanisk skorpe subducerer under et kontinent. Standarden for denne geodynamiske situation tages i betragtning Vestkysten Sydamerika, kaldes det ofte Andinsk type kontinental margin. Den aktive kontinentale margin er karakteriseret ved talrige vulkaner og generelt kraftig magmatisme. Smelter har tre komponenter: den oceaniske skorpe, kappen over den og den nedre kontinentale skorpe.

Under den aktive kontinentalmargin er der en aktiv mekanisk vekselvirkning mellem de oceaniske og kontinentale plader. Afhængigt af hastigheden, alderen og tykkelsen af havskorpen er flere ligevægtsscenarier mulige. Hvis pladen bevæger sig langsomt og har en relativt lav tykkelse, så skraber kontinentet det sedimentære dæksel af det. Sedimentære bjergarter knuses til intense folder, omdannes og bliver en del af den kontinentale skorpe. Den resulterende struktur kaldes accretionær kile. Hvis subduktionspladens hastighed er høj, og det sedimentære dæksel er tyndt, så sletter havskorpen bunden af kontinentet og trækker det ind i kappen.

Ø-buer

Ø-bue

Øbuer er kæder af vulkanske øer over en subduktionszone, der forekommer, hvor en oceanisk plade subducerer sig under en anden oceanisk plade. Typiske moderne ø-buer omfatter Aleuterne, Kurilerne, Mariana-øerne og mange andre øgrupper. De japanske øer kaldes også ofte en ø-bue, men deres fundament er meget gammelt og faktisk blev de dannet af flere ø-buekomplekser på forskellige tidspunkter, så japanske øer er et mikrokontinent.

Ø-buer dannes, når to oceaniske plader støder sammen. I dette tilfælde ender en af pladerne i bunden og absorberes i kappen. Ø-buevulkaner dannes på den øverste plade. Den buede side af ø-buen er rettet mod den absorberede plade. På denne side er der en dybhavsgrav og et forearc trug.

Bag øbuen er der et bagbuebassin (typiske eksempler: Okhotskhavet, Det Sydkinesiske Hav osv.), hvor spredning også kan forekomme.

Kontinental kollision

Sammenstød mellem kontinenter

Kollisionen af kontinentalplader fører til sammenbrud af skorpen og dannelsen af bjergkæder. Et eksempel på en kollision er Alpine-Himalaya bjergbæltet, dannet som et resultat af lukningen af Tethys Ocean og kollisionen med den eurasiske plade i Hindustan og Afrika. Som et resultat øges tykkelsen af skorpen betydeligt; under Himalaya når den 70 km. Dette er en ustabil struktur; den ødelægges intensivt af overflade- og tektonisk erosion. I skorpen med en kraftigt øget tykkelse smeltes granitter fra metamorfoserede sedimentære og magmatiske bjergarter. Sådan blev de største batholitter dannet, for eksempel Angara-Vitimsky og Zerendinsky.

Transformere grænser

Hvor plader bevæger sig i parallelle kurser, men med forskellige hastigheder, opstår transformationsfejl - enorme forskydningsfejl, udbredt i havene og sjældne på kontinenter.

Transformer fejl

I havene løber transformationsforkastninger vinkelret på mid-ocean ridges (MOR'er) og opdeler dem i segmenter, der i gennemsnit er 400 km brede. Mellem rygsegmenterne er der en aktiv del af transformationsfejlen. Jordskælv og bjergbygning forekommer konstant i dette område; talrige fjerstrukturer er dannet omkring forkastningen - fremstød, folder og greb. Som følge heraf er kappesten ofte blotlagt i forkastningszonen.

På begge sider af MOR-segmenterne er der inaktive dele af transformationsfejl. Der er ingen aktive bevægelser i dem, men de kommer tydeligt til udtryk i havbundens topografi ved lineære løft med en central depression.

Transformeringsfejl danner et regulært netværk og opstår naturligvis ikke tilfældigt, men på grund af objektive fysiske årsager. En kombination af numeriske modelleringsdata, termofysiske eksperimenter og geofysiske observationer gjorde det muligt at finde ud af, at kappekonvektion har en tredimensionel struktur. Ud over hovedstrømmen fra MOR'en opstår der langsgående strømme i konvektionscellen på grund af afkølingen af den øvre del af flowet. Dette afkølede stof styrter ned langs hovedretningen af kappestrømmen. Transformeringsfejl er placeret i zonerne af denne sekundære faldende strøm. Denne model stemmer godt overens med dataene om varmeflow: et fald i varmeflow observeres over transformationsfejl.

Kontinentale skift

Strike-slip pladegrænser på kontinenter er relativt sjældne. Måske er det eneste aktive eksempel på en grænse af denne type San Andreas-forkastningen, som adskiller den nordamerikanske plade fra Stillehavspladen. Den 800 mil lange San Andreas-forkastning er et af de mest seismisk aktive områder på planeten: plader bevæger sig i forhold til hinanden med 0,6 cm om året, jordskælv med en størrelsesorden på mere end 6 enheder forekommer i gennemsnit en gang hvert 22. år. Byen San Francisco og mest af San Francisco Bay-området indbygget tæt på fra denne fejl.

Inden-plade processer

De første formuleringer af pladetektonik hævdede, at vulkanisme og seismiske fænomener er koncentreret langs pladegrænser, men det blev hurtigt klart, at specifikke tektoniske og magmatiske processer, som også blev fortolket inden for rammerne af denne teori. Blandt intrapladeprocesser var et særligt sted optaget af fænomenerne med langsigtet basaltisk magmatisme i nogle områder, de såkaldte hot spots.

Hot Spots

Der er talrige vulkanske øer på bunden af havene. Nogle af dem er placeret i kæder med successivt skiftende alder. Et klassisk eksempel på sådan en undervandsryg er Hawaiian Underwater Ridge. Den hæver sig over havets overflade i form af Hawaii-øerne, hvorfra en kæde af havbjerge med stadig stigende alder strækker sig mod nordvest, hvoraf nogle, for eksempel Midway Atoll, kommer til overfladen. I en afstand af omkring 3000 km fra Hawaii drejer kæden lidt nordpå og kaldes Imperial Ridge. Den afbrydes i en dybhavsgrav foran den aleutiske ø-bue.

For at forklare denne fantastiske struktur blev det foreslået, at under Hawaii-øerne der er et hot spot - et sted, hvor en varm kappestrøm stiger til overfladen, som smelter den oceaniske skorpe, der bevæger sig over den. Der er mange sådanne punkter nu installeret på Jorden. Kappestrømmen, der forårsager dem, er blevet kaldt en fane. I nogle tilfælde antages en usædvanlig dyb oprindelse af fanematerialet helt ned til kerne-kappegrænsen.

Fælder og oceaniske plateauer

Ud over langsigtede hot spots forekommer der nogle gange enorme udgydelser af smeltninger inde i plader, som danner fælder på kontinenter og oceaniske plateauer i oceanerne. Det særlige ved denne type magmatisme er, at den forekommer på kort geologisk tid - i størrelsesordenen adskillige millioner år, men dækker enorme områder (ti tusinder af km²); samtidig hældes et kolossalt volumen af basalter ud, der kan sammenlignes med deres mængde, der krystalliserer i midthavets højdedrag.

De sibiriske fælder på den østsibiriske platform, Deccan-plateau-fælderne på det hindustantiske kontinent og mange andre er kendte. Varme kappestrømme anses også for at være årsagen til dannelsen af fælder, men i modsætning til hot spots virker de i kort tid, og forskellen mellem dem er ikke helt klar.

Hot spots og fælder gav anledning til oprettelsen af den såkaldte fane geotektonik, som siger, at ikke kun almindelig konvektion, men også faner spiller en væsentlig rolle i geodynamiske processer. Plumetektonikken modsiger ikke pladetektonikken, men komplementerer den.

Pladetektonik som et system af videnskaber

Nu kan tektonik ikke længere betragtes som et rent geologisk begreb. Det spiller en nøglerolle i alle geovidenskaber; flere metodiske tilgange med forskellige grundlæggende koncepter og principper er dukket op i det.

Fra synspunkt kinematisk tilgang, kan pladernes bevægelser beskrives ved de geometriske love for bevægelse af figurer på en kugle. Jorden ses som en mosaik af plader af forskellig størrelse, der bevæger sig i forhold til hinanden og planeten selv. Paleomagnetiske data giver os mulighed for at rekonstruere positionen af den magnetiske pol i forhold til hver plade på forskellige tidspunkter. Generalisering af data for forskellige plader førte til rekonstruktionen af hele sekvensen af relative bevægelser af pladerne. Kombinationen af disse data med information opnået fra faste hot spots gjorde det muligt at bestemme de absolutte bevægelser af pladerne og historien om bevægelsen af Jordens magnetiske poler.

Termofysisk tilgang betragter Jorden som en varmemotor, hvor termisk energi delvist omdannes til mekanisk energi. Inden for denne tilgang er bevægelsen af stof i de indre lag af Jorden modelleret som en strøm af en viskøs væske, beskrevet af Navier-Stokes-ligningerne. Mantelkonvektion er ledsaget af faseovergange og kemiske reaktioner, som spiller en afgørende rolle i strukturen af kappestrømme. Baseret på geofysiske sonderingsdata, resultaterne af termofysiske eksperimenter og analytiske og numeriske beregninger, forsøger forskere at detaljere strukturen af kappekonvektion, finde strømningshastigheder og andre vigtige egenskaber ved dybe processer. Disse data er især vigtige for at forstå strukturen af de dybeste dele af Jorden - den nedre kappe og kerne, som er utilgængelige for direkte undersøgelse, men uden tvivl har en enorm indflydelse på de processer, der finder sted på planetens overflade.

Geokemisk tilgang. For geokemi er pladetektonikken vigtig som en mekanisme for den kontinuerlige udveksling af stof og energi mellem Jordens forskellige lag. Hver geodynamisk indstilling er karakteriseret ved specifikke klippeassociationer. Til gengæld kan disse karakteristiske træk bruges til at bestemme det geodynamiske miljø, hvori klippen blev dannet.

Historisk tilgang. Med hensyn til planeten Jordens historie er pladetektonikken historien om kontinenter, der går sammen og går i stykker, fødslen og tilbagegangen af vulkanske kæder og fremkomsten og lukningen af oceaner og have. For store blokke af skorpen er bevægelseshistorien blevet etableret meget detaljeret og over en betydelig periode, men for små plader er de metodiske vanskeligheder meget større. De mest komplekse geodynamiske processer forekommer i pladekollisionszoner, hvor bjergkæder dannes, sammensat af mange små heterogene blokke - terræn. Når man studerede Rocky Mountains, opstod en særlig retning for geologisk forskning - terrænanalyse, som inkorporerede et sæt metoder til at identificere terræn og rekonstruere deres historie.

Pladetektonik på andre planeter

Der er i øjeblikket ingen beviser for moderne pladetektonik på andre planeter i solsystemet. Undersøgelser af Mars magnetfelt udført af Mars Global Surveyor-rumstationen indikerer muligheden for pladetektonik på Mars i fortiden.

Tidligere [ Hvornår?] varmestrømmen fra planetens indre var større, så skorpen var tyndere, trykket under den meget tyndere skorpe var også meget lavere. Og ved væsentligt lavere tryk og lidt højere temperatur var viskositeten af kappekonvektionsstrømme direkte under skorpen meget lavere, end den er i dag. Derfor skete der kun relativt små elastiske deformationer i skorpen, der svævede på overfladen af en kappestrøm, der var mindre tyktflydende end i dag. Og de mekaniske spændinger genereret i skorpen af konvektionsstrømme, der var mindre tyktflydende end i dag, var utilstrækkelige til at overskride trækstyrken af jordskorpesten. Derfor var der måske ikke en sådan tektonisk aktivitet som på et senere tidspunkt.

Tidligere pladebevægelser

For mere information om dette emne, se: Historie om pladebevægelse.

Rekonstruering af tidligere pladebevægelser er et af hovedemnerne i geologisk forskning. Med varierende detaljeringsgrad er kontinenternes position og blokkene, hvorfra de blev dannet, blevet rekonstrueret op til det arkæiske område.

Ud fra en analyse af kontinenternes bevægelser blev der lavet en empirisk observation af, at kontinenterne samles til et enormt kontinent hvert 400-600 millioner år, indeholdende næsten hele kontinentalskorpen - et superkontinent. Moderne kontinenter blev dannet for 200-150 millioner år siden, som et resultat af opløsningen af superkontinentet Pangea. Nu er kontinenterne på et stadie med næsten maksimal adskillelse. Atlanterhavet udvider sig, og Stillehavet lukker. Hindustan bevæger sig nordpå og knuser den eurasiske plade, men tilsyneladende er ressourcen til denne bevægelse næsten udtømt, og i den nærmeste geologiske tid vil der opstå en ny subduktionszone i Det Indiske Ocean, hvor den oceaniske skorpe Det indiske ocean vil blive absorberet under det indiske kontinent.

Pladebevægelsers indflydelse på klimaet

Placeringen af store kontinentale masser i de subpolære områder bidrager til et generelt fald i planetens temperatur, da der kan dannes iskapper på kontinenterne. Jo mere udbredt istiden er, jo større er planetens albedo og jo lavere er den gennemsnitlige årlige temperatur.

Derudover bestemmer den relative position af kontinenterne oceanisk og atmosfærisk cirkulation.

Et simpelt og logisk skema: kontinenter i polarområderne - istid, kontinenter i ækvatorialområderne - temperaturstigning, viser sig at være forkert sammenlignet med geologiske data om Jordens fortid. Kvartær istid fandt faktisk sted, da Antarktis dukkede op i regionen ved Sydpolen og på den nordlige halvkugle Eurasien og Nordamerika nærmede sig Nordpolen. På den anden side indtraf den stærkeste proterozoiske istid, hvor Jorden næsten var fuldstændig dækket af is, når de fleste af de kontinentale masser befandt sig i ækvatorialområdet.

Hertil kommer, at der sker væsentlige ændringer i kontinenternes position over en periode på omkring ti millioner af år, mens den samlede varighed af istider er omkring flere millioner år, og i løbet af en istid sker der cykliske ændringer af istider og mellemistider. Alle disse klimaændringer sker hurtigt sammenlignet med hastigheden af kontinental bevægelse, og derfor kan pladebevægelse ikke være årsagen.

Af ovenstående følger det, at pladebevægelser ikke spiller en afgørende rolle i klimaforandringerne, men kan være en vigtig yderligere faktor, der "skubber" dem.

Betydningen af pladetektonik

Pladetektonik har spillet en rolle i jordvidenskaben, der kan sammenlignes med det heliocentriske koncept i astronomi, eller opdagelsen af DNA i genetik. Før vedtagelsen af teorien om pladetektonik var jordvidenskaben beskrivende i naturen. De er nået højt niveau perfektion i at beskrive naturlige genstande, men kunne sjældent forklare årsagerne til processer. Modsatte begreber kunne dominere i forskellige grene af geologien. Pladetektonikken forbandt de forskellige jordvidenskaber og gav dem forudsigelseskraft.

se også

Noter

Litteratur

Wegener A. Oprindelse af kontinenter og oceaner / trans. med ham. P. G. Kaminsky, red. P. N. Kropotkin. - L.: Nauka, 1984. - 285 s.
Dobretsov N.L., Kirdyashkin A.G. Dyb geodynamik. - Novosibirsk, 1994. - 299 s.
Zonenshain, Kuzmin M. I. Pladetektonik i USSR. I 2 bind.
Kuzmin M. I., Korolkov A. T., Dril S. I., Kovalenko S. N. Historisk geologi med grundlæggende pladetektonik og metallogeni. - Irkutsk: Irkut. univ., 2000. - 288 s.
Cox A., Hart R. Pladetektonik. - M.: Mir, 1989. - 427 s.
N.V. Koronovsky, V.E. Khain, Yasamanov N.A. Historisk geologi: Lærebog. M.: Academy Publishing House, 2006.
Lobkovsky L. I., Nikishin A. M., Khain V. E. Moderne problemer med geotektonik og geodynamik. - M.: Scientific world, 2004. - 612 s. - ISBN 5-89176-279-X.
Khain, Viktor Efimovich. De vigtigste problemer i moderne geologi. M.: Scientific World, 2003.

Links

På russisk

Khain, Viktor Efimovich Moderne geologi: problemer og udsigter
V. P. Trubitsyn, V. V. Rykov. Mantelkonvektion og global tektonik af jorden Joint Institute of Physics of the Earth RAS, Moskva
Årsager til tektoniske fejl, kontinentaldrift og planetens fysiske varmebalance (USAP)
Khain, Viktor Efimovich Pladetektonik, deres strukturer, bevægelser og deformationer

På engelsk

Interaktiv film, der viser 750 myr (millioner år) af global tektonisk aktivitet.

Teori litosfæriske plader- for det meste interessant retning i geografi. Som moderne videnskabsmænd foreslår, er hele litosfæren opdelt i blokke, der driver i det øverste lag. Deres hastighed er 2-3 cm om året. De kaldes litosfæriske plader.

Grundlægger af teorien om litosfæriske plader

Hvem grundlagde teorien om litosfæriske plader? A. Wegener var en af de første, der i 1920 antog, at pladerne bevægede sig vandret, men den blev ikke understøttet. Og først i 60'erne bekræftede en undersøgelse af havbunden hans antagelse.

Opstandelsen af disse ideer førte til skabelsen af den moderne teori om tektonik. Dens vigtigste forsyninger blev bestemt af et hold geofysikere fra Amerika D. Morgan, J. Oliver, L. Sykes og andre i 1967-68.

Forskere kan ikke med sikkerhed sige, hvad der forårsager sådanne forskydninger, og hvordan grænserne dannes. Tilbage i 1910 mente Wegener, at Jorden helt i begyndelsen af den palæozoiske periode bestod af to kontinenter.

Laurasia dækkede området i det nuværende Europa, Asien (Indien var ikke inkluderet) og Nordamerika. Det var det nordlige kontinent. Gondwana omfattede Sydamerika, Afrika og Australien.

Et sted for to hundrede millioner år siden forenede disse to kontinenter sig til ét - Pangea. Og for 180 millioner år siden delte den sig igen i to. Efterfølgende blev Laurasia og Gondwana også delt. På grund af denne splittelse blev oceanerne dannet. Desuden fandt Wegener beviser, der bekræftede hans hypotese om et enkelt kontinent.

Kort over verdens litosfæriske plader

I løbet af de milliarder af år, hvor pladerne bevægede sig, skete deres fusion og adskillelse gentagne gange. Styrken og energien af kontinentale bevægelser er stærkt påvirket af jordens indre temperatur. Når den øges, øges hastigheden af pladebevægelsen.

Hvor mange plader og hvordan er litosfæriske plader placeret på verdenskortet i dag? Deres grænser er meget vilkårlige. Nu er der 8 vigtige plader. De dækker 90% af hele planetens territorium:

Du kan være interesseret i

Australsk;
Antarktis;
Afrikansk;
eurasier;
Hindustan;
Stillehavet;
Nordamerikaner;
Sydamerikansk.

Forskere inspicerer og analyserer konstant havbunden og udforsker fejl. Nye plader åbnes og linjerne på gamle justeres.

Største litosfæriske plade

Hvad er den største litosfæriske plade? Den mest imponerende er Stillehavspladen, hvis skorpe har en oceanisk sammensætning. Dens areal er 10.300.000 km². Størrelsen af denne plade, ligesom størrelsen af Stillehavet, er gradvist aftagende.

I syd grænser den op til den antarktiske plade. På den nordlige side skaber det Aleutian-graven, og på den vestlige side skaber det Mariana-graven.

Ikke langt fra Californien, hvor den østlige grænse ligger, bevæger pladen sig langs den nordamerikanske. Det er her San Andreas-forkastningen opstår.

Hvad sker der, når pladerne bevæger sig

I deres bevægelse kan jordens litosfæriske plader divergere, smelte sammen og glide med deres naboer. I den første mulighed dannes trækområder med revner mellem dem langs grænselinjerne.

I den anden mulighed dannes kompressionszoner, som ledsages af at skubbe (obduktion) af pladerne på hinanden. I det tredje tilfælde observeres fejl i længden, som de glider. De steder, hvor pladerne konvergerer, støder de sammen. Dette fører til dannelsen af bjerge.

Som et resultat af kollision dannes litosfæriske plader:

Tektoniske fejl kaldet sprækkedale. De dannes i strækzoner;
I det tilfælde, hvor der opstår en kollision af plader med en kontinental type skorpe, taler de om konvergerende grænser. Dette forårsager dannelsen af store bjergsystemer. Alpine-Himalaya-systemet var resultatet af sammenstødet mellem tre plader: eurasiske, indo-australske, afrikanske;
Hvis plader med forskellige typer skorpe støder sammen (den ene er kontinental, den anden er oceanisk), dannes der bjerge på kysten, og der opstår dybe fordybninger (løbegrave) i havet. Et eksempel på en sådan formation er Andesbjergene og den peruvianske skyttegrav. Det sker, at øbuer (japanske øer) dannes sammen med skyttegrave. Sådan blev de dannet Marianerne og tagrende.

Den afrikanske litosfæriske plade omfatter det afrikanske kontinent og er af en oceanisk type. Det er her den største fejl er placeret. Dens længde er 4000 km, og dens bredde er 80-120. Dens ekstremiteter er dækket af talrige vulkaner, aktive og uddøde.

De litosfæriske plader i verden, der har en oceanisk type skorpestruktur, kaldes ofte oceaniske. Disse omfatter: Stillehavet, Kokosnød, Nazca. De optager mere end halvdelen af verdenshavets plads.

Der er tre af dem i Det Indiske Ocean (indo-australsk, afrikansk, antarktisk). Navnene på pladerne svarer til navnene på de kontinenter, som den vasker. Havets litosfæriske plader er adskilt af undervandsrygge.

Tektonik som videnskab

Pladetektonikken studerer deres bevægelse, såvel som ændringer i Jordens struktur og sammensætning i et givet område i en vis periode. Det antager, at det ikke er kontinenter, der driver, men litosfæriske plader.

Det er denne bevægelse, der forårsager jordskælv og vulkanudbrud. Det er blevet bekræftet af satellitter, men arten af en sådan bevægelse og dens mekanismer er stadig ukendte.

Hviletilstanden er ukendt for vores planet. Dette gælder ikke kun for eksterne, men også for interne processer, der forekommer i jordens tarme: dens litosfæriske plader bevæger sig konstant. Sandt nok er nogle dele af litosfæren ret stabile, mens andre, især dem, der er placeret ved krydsene mellem tektoniske plader, er ekstremt mobile og konstant ryster.

Naturligvis kunne folk ikke ignorere et sådant fænomen, og derfor gennem deres historie studerede og forklarede de det. For eksempel er der i Myanmar stadig en legende om, at vores planet er sammenflettet med en enorm ring af slanger, og når de begynder at bevæge sig, begynder jorden at ryste. Sådanne historier kunne ikke tilfredsstille videbegærlige menneskelige sind længe, og for at finde ud af sandheden borede de mest nysgerrige i jorden, tegnede kort, byggede hypoteser og lavede antagelser.

Begrebet litosfære indeholder Jordens hårde skal, bestående af jordskorpen og et lag af blødgjorte sten, der udgør den øvre kappe, asthenosfæren (dens plastiske sammensætning gør det muligt for pladerne, der udgør jordskorpen, at bevæge sig langs den kl. en hastighed på 2 til 16 cm om året). Det er interessant, at det øverste lag af litosfæren er elastisk, og det nederste lag er plastik, hvilket gør det muligt for pladerne at opretholde balancen, når de bevæger sig, på trods af konstant rystelse.

Under adskillige undersøgelser kom forskerne til den konklusion, at litosfæren har en heterogen tykkelse og i høj grad afhænger af terrænet, hvorunder den er placeret. Så på land varierer dens tykkelse fra 25 til 200 km (jo ældre platformen er, jo større er den, og den tyndeste er placeret under unge bjergkæder).

Men det tyndeste lag af jordskorpen er under havene: dens gennemsnitlige tykkelse varierer fra 7 til 10 km, og i nogle områder af Stillehavet når den endda fem. Det tykkeste lag af skorpe er placeret ved havets kanter, det tyndeste er placeret under midterhavets højdedrag. Det er interessant, at litosfæren endnu ikke er fuldt dannet, og denne proces fortsætter den dag i dag (hovedsageligt under havbunden).

Hvad er jordskorpen lavet af?

Strukturen af litosfæren under oceanerne og kontinenterne er anderledes ved, at der ikke er noget granitlag under havbunden, da havskorpen blev udsat for smelteprocesser mange gange under dens dannelse. Fælles for den oceaniske og kontinentale skorpe er sådanne lag af litosfæren som basalt og sediment.

Jordskorpen består således hovedsageligt af bjergarter, der dannes under afkøling og krystallisation af magma, som trænger ind i litosfæren langs sprækker. Hvis magmaen ikke var i stand til at sive til overfladen, så dannede den grovkrystallinske bjergarter som granit, gabbro, diorit på grund af dens langsomme afkøling og krystallisation. Men magmaen, som formåede at komme ud på grund af hurtig afkøling, dannede små krystaller - basalt, liparit og andesit.

Hvad angår sedimentære bjergarter, blev de dannet i jordens lithosfære på forskellige måder: klastiske klipper opstod som et resultat af ødelæggelsen af sand, sandsten og ler, kemiske klipper blev dannet på grund af forskellige kemiske reaktioner i vandige opløsninger - disse er gips, salt , phosphoritter. Organiske blev dannet af planter og kalkrester - kridt, tørv, kalksten, kul.

Interessant nok dukkede nogle sten op på grund af en fuldstændig eller delvis ændring i deres sammensætning: granit blev omdannet til gnejs, sandsten til kvartsit, kalksten til marmor. Ifølge videnskabelig forskning har videnskabsmænd været i stand til at fastslå, at lithosfæren består af:

Ilt - 49%;
Silicium - 26%;
Aluminium - 7%;
Jern - 5%;
Calcium - 4%
Litosfæren indeholder mange mineraler, de mest almindelige er spar og kvarts.

Hvad angår litosfærens struktur, er der stabile og mobile zoner (med andre ord platforme og plisserede bælter). På tektoniske kort kan du altid se de markerede grænser for både stabile og farlige områder. Først og fremmest er dette Pacific Ring of Fire (placeret langs kanterne af Stillehavet) såvel som en del af Alpine-Himalaya seismiske bælte (Sydeuropa og Kaukasus).

Beskrivelse af platforme

En platform er en næsten ubevægelig del af jordskorpen, der har gennemgået en meget lang geologisk dannelsesfase. Deres alder bestemmes af dannelsesstadiet af det krystallinske fundament (granit- og basaltlag). Gamle eller prækambriske platforme på kortet er altid placeret i midten af kontinentet, de unge er enten i kanten af kontinentet eller mellem prækambriske platforme.

Bjergfold region

Det foldede bjergområde blev dannet under kollisionen af tektoniske plader placeret på fastlandet. Hvis bjergkæder blev dannet for nylig, registreres øget seismisk aktivitet nær dem, og de er alle placeret langs kanten af litosfæriske plader (yngre massiver tilhører de alpine og kimmerske dannelsesstadier). Ældre områder relateret til antikke, palæozoiske foldninger kan være placeret både på kanten af kontinentet, for eksempel i Nordamerika og Australien, og i midten - i Eurasien.

Det er interessant, at forskere bestemmer alderen på foldede bjergområder baseret på de yngste folder. Da bjergbygning sker kontinuerligt, gør dette det muligt kun at bestemme tidsrammen for udviklingsstadierne på vores Jord. For eksempel indikerer tilstedeværelsen af en bjergkæde i midten af en tektonisk plade, at der engang var en grænse der.

Litosfæriske plader

På trods af at halvfems procent af litosfæren består af fjorten lithosfæriske plader, er mange uenige i dette udsagn og tegner deres egne tektoniske kort og siger, at der er syv store og omkring ti små. Denne opdeling er ret vilkårlig, da videnskabsmænd med udviklingen af videnskab enten identificerer nye plader eller anerkender visse grænser som ikke-eksisterende, især når det kommer til små plader.

Det er værd at bemærke, at de største tektoniske plader er meget tydeligt synlige på kortet, og de er:

Stillehavet er den største plade på planeten, langs hvis grænser opstår konstante kollisioner af tektoniske plader, og der dannes fejl - dette er grunden til dets konstante fald;
Eurasien - dækker næsten hele Eurasiens territorium (undtagen Hindustan og den arabiske halvø) og indeholder den største del af den kontinentale skorpe;
Indo-australsk - det omfatter det australske kontinent og det indiske subkontinent. På grund af konstante sammenstød med eurasiske pladeråh er i færd med at bryde;
Sydamerikansk - består af det sydamerikanske kontinent og en del af Atlanterhavet;
Nordamerika - består af det nordamerikanske kontinent, en del af det nordøstlige Sibirien, den nordvestlige del af Atlanterhavet og halvdelen af de arktiske oceaner;
Afrikansk - består af det afrikanske kontinent og den oceaniske skorpe i Atlanterhavet og det indiske ocean. Interessant nok bevæger pladerne, der støder op til det, sig i den modsatte retning fra det, så den største fejl på vores planet er placeret her;
Antarktisk plade - består af kontinentet Antarktis og nærliggende oceanisk skorpe. På grund af det faktum, at pladen er omgivet af midt-ocean-rygge, bevæger de resterende kontinenter sig konstant væk fra den.

Bevægelse af tektoniske plader

Lithosfæriske plader, der forbinder og adskiller, ændrer konstant deres konturer. Dette gør det muligt for videnskabsmænd at fremsætte teorien om, at litosfæren for omkring 200 millioner år siden kun havde Pangea - et enkelt kontinent, som efterfølgende delte sig i dele, som gradvist begyndte at bevæge sig væk fra hinanden med meget lav hastighed (i gennemsnit omkring syv centimeter) Per år ).

Der er en antagelse om, at takket være litosfærens bevægelse vil der om 250 millioner år dannes et nyt kontinent på vores planet på grund af foreningen af bevægende kontinenter.

Når de oceaniske og kontinentale plader støder sammen, subduceres kanten af den oceaniske skorpe under kontinentalskorpen, mens dens grænse på den anden side af oceanpladen divergerer fra den tilstødende plade. Grænsen, langs hvilken bevægelsen af lithosfærer sker, kaldes subduktionszonen, hvor pladens øvre og subduktionskanter skelnes. Det er interessant, at pladen, der kaster sig ind i kappen, begynder at smelte, når den øverste del af jordskorpen komprimeres, som et resultat af hvilke bjerge dannes, og hvis magma også bryder ud, så vulkaner.

På steder, hvor tektoniske plader kommer i kontakt med hinanden, er zoner med maksimal vulkansk og seismisk aktivitet placeret: under litosfærens bevægelse og kollision ødelægges jordskorpen, og når de divergerer, dannes fejl og fordybninger (litosfæren). og Jordens topografi er forbundet med hinanden). Dette er grunden til, at Jordens største landformer – bjergkæder med aktive vulkaner og dybhavsgrave – er placeret langs kanterne af tektoniske plader.

Lettelse

Det er ikke overraskende, at bevægelsen af litosfærer direkte påvirker udseendet af vores planet, og mangfoldigheden af jordens relief er fantastisk (relief er et sæt uregelmæssigheder på jordens overflade, der er placeret ovenover i forskellige højder, og derfor er de vigtigste former af jordens relief er konventionelt opdelt i konvekse (kontinenter, bjerge) og konkave - oceaner, floddale, kløfter).

Det er værd at bemærke, at land kun optager 29% af vores planet (149 millioner km2), og jordens litosfære og topografi består hovedsageligt af sletter, bjerge og lavland. Hvad angår havet, det gennemsnitlig dybde er lidt mindre end fire kilometer, og jordens litosfære og topografi i havet består af en kontinentalsokkel, en kystskråning, en havbund og afgrunds- eller dybhavsgrave. Det meste af havet har en kompleks og varieret topografi: der er sletter, bassiner, plateauer, bakker og højdedrag op til 2 km.

Lithosfære problemer

Industriens intensive udvikling har ført til, at mennesket og litosfæren på det seneste er begyndt at komme ekstremt dårligt ud af det med hinanden: Forureningen af litosfæren er ved at få katastrofale proportioner. Dette skete på grund af stigningen i industriaffald kombineret med husholdningsaffald og brugt i landbrug gødning og pesticider, hvilket påvirker negativt kemisk sammensætning jord og levende organismer. Forskere har beregnet, at der genereres omkring et ton affald per person om året, inklusive 50 kg svært nedbrydeligt affald.

I dag er forurening af lithosfæren blevet et presserende problem, da naturen ikke er i stand til at klare det på egen hånd: selvrensningen af jordskorpen sker meget langsomt, og derfor ophobes skadelige stoffer gradvist og påvirker over tid negativt hovedsynderen af problemet - mennesker.

Læs mere i artiklen History of theory of the pladetektonik

Grundlaget for teoretisk geologi i begyndelsen af det 20. århundrede var kontraktionshypotesen. Jorden afkøles som et bagt æble, og der kommer rynker på den i form af bjergkæder. Disse ideer blev udviklet af teorien om geosynclines, skabt på grundlag af studiet af foldede strukturer. Denne teori blev formuleret af J. Dan, som tilføjede princippet om isostasi til kontraktionshypotesen. Ifølge dette koncept består Jorden af granitter (kontinenter) og basalter (have). Når Jorden trækker sig sammen, opstår der tangentielle kræfter i havbassinerne, som presser på kontinenterne. Sidstnævnte stiger op i bjergkæder og kollapser derefter. Materialet, der opstår ved ødelæggelse, aflejres i fordybningerne.

Den træge kamp mellem fiksisterne, som man kaldte tilhængere af fraværet af væsentlige horisontale bevægelser, og mobilisterne, der hævdede, at de stadig bevægede sig, blussede op med fornyet kraft i 1960'erne, da man som følge af at studere bunden af havene, blev der fundet spor for at forstå "maskinen", kaldet Jorden.

I begyndelsen af 60'erne blev der udarbejdet et reliefkort over havbunden, som viste, at midt-ocean-rygge er placeret i midten af oceanerne, som rejser sig 1,5-2 km over de afgrundsfyldte sletter dækket af sediment. Disse data gjorde det muligt for R. Dietz og G. Hess at fremsætte spredningshypotesen i 1962-1963. Ifølge denne hypotese sker konvektion i kappen med en hastighed på omkring 1 cm/år. De opstigende grene af konvektionsceller udfører kappemateriale under midtocean-rygge, som fornyer havbunden i den aksiale del af højderyggen hvert 300-400 år. Kontinenter flyder ikke på havskorpen, men bevæger sig langs kappen og bliver passivt "loddet" til litosfæriske plader. Ifølge begrebet spredning har havbassiner en variabel og ustabil struktur, mens kontinenter er stabile.

I 1963 fik spredningshypotesen stærk støtte i forbindelse med opdagelsen af stribede magnetiske anomalier på havbunden. De er blevet fortolket som en registrering af vendinger af Jordens magnetfelt, registreret i magnetiseringen af basalter i havbunden. Herefter begyndte pladetektonikken sin sejrsgang i jordvidenskaberne. Flere og flere videnskabsmænd indså, at i stedet for at spilde tid på at forsvare begrebet fiksisme, var det bedre at se på planeten fra en ny teoris synspunkt og endelig begynde at give reelle forklaringer på de mest komplekse jordiske processer.

Pladetektonik er nu blevet bekræftet ved direkte målinger af pladehastighed ved hjælp af interferometri af stråling fra fjerne kvasarer og målinger ved hjælp af GPS. Resultaterne af mange års forskning har fuldt ud bekræftet de grundlæggende principper i teorien om pladetektonik.

Nuværende tilstand af pladetektonikken

I løbet af de sidste årtier har pladetektonikken ændret sine grundlæggende principper markant. I dag kan de formuleres som følger:

Den øverste del af den faste jord er opdelt i en sprød lithosfære og en plastisk astenosfære. Konvektion i asthenosfæren er hovedårsagen til pladebevægelse.

Lithosfæren er opdelt i 8 store plader, snesevis af mellemplader og mange små. Små plader er placeret i båndene mellem store plader. Seismisk, tektonisk og magmatisk aktivitet er koncentreret ved pladegrænserne.

Til en første tilnærmelse beskrives litosfæriske plader som stive legemer, og deres bevægelse adlyder Eulers rotationssætning.

Der er tre hovedtyper af relative pladebevægelser

divergens (divergens), udtrykt ved riftning og spredning;
konvergens (konvergens) udtrykt ved subduktion og kollision;
slag-slip bevægelser langs transformationsfejl.

Spredning i havene kompenseres af subduktion og kollision langs deres periferi, og jordens radius og volumen er konstant (denne udtalelse diskuteres konstant, men den er aldrig blevet tilbagevist)

Bevægelsen af litosfæriske plader er forårsaget af deres medrivende af konvektive strømme i asthenosfæren.

Der er to grundlæggende forskellige typer Jordskorpen - kontinental skorpe og oceanisk skorpe. Nogle litosfæriske plader består udelukkende af oceanisk skorpe (et eksempel er den største stillehavsplade), andre består af en blok af kontinental skorpe svejset ind i oceanisk skorpe.

Mere end 90% af Jordens overflade er dækket af 8 største litosfæriske plader:

Mellemstore plader omfatter det arabiske subkontinent og Cocos- og Juan de Fuca-pladerne, rester af den enorme Faralon-plade, der dannede meget af Stillehavets bund, men som nu er forsvundet ind i subduktionszonen under Amerika.

Kraften, der bevæger pladerne

Nu er der ikke længere nogen tvivl om, at pladernes bevægelse opstår på grund af kappens termogravitationsstrømme - konvektion. Energikilden til disse strømme er overførsel af varme fra de centrale dele af Jorden, som har en meget høj temperatur (estimeret kernetemperatur er omkring 5000 ° C). Opvarmede sten udvider sig (se termisk ekspansion), deres tæthed falder, og de flyder op og giver plads til køligere sten. Disse strømme kan lukke og danne stabile konvektionsceller. I dette tilfælde, i den øverste del af cellen, sker strømmen af stof i et vandret plan, og det er denne del af det, der transporterer pladerne.

Pladernes bevægelse er således en konsekvens af jordens afkøling, hvor en del af den termiske energi omdannes til mekanisk arbejde, og vores planet i en vis forstand er en varmemotor.

Der er flere hypoteser om årsagen til den høje temperatur i Jordens indre. I begyndelsen af det 20. århundrede var hypotesen om denne energis radioaktive natur populær. Det så ud til at blive bekræftet af skøn over sammensætningen af den øvre skorpe, som viste meget betydelige koncentrationer af uran, kalium og andre radioaktive grundstoffer, men det viste sig senere, at indholdet af radioaktive grundstoffer falder kraftigt med dybden. En anden model forklarer opvarmningen ved kemisk differentiering af Jorden. Planeten var oprindeligt en blanding af silikat og metalliske stoffer. Men samtidig med dannelsen af planeten begyndte dens differentiering i separate skaller. Den tættere metaldel skyndte sig til midten af planeten, og silikater koncentrerede sig i de øvre skaller. Samtidig faldt systemets potentielle energi og blev omdannet til termisk energi. Andre forskere mener, at opvarmningen af planeten skete som et resultat af tilvækst under meteoritnedslag på overfladen af det spirende himmellegeme.