マントルの対流の原因は何ですか?

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著者: Judy Howell
作成日: 28 J 2021
更新日: 12 5月 2024
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アルフレッド・ウェゲナーが大陸が現在の位置に移動したと最初に提案したとき、耳を傾けた人はほとんどいなかった。結局のところ、どのような力が大陸ほど大きなものを動かすことができるのでしょうか?

彼は立証されるほど長くは生きていなかったが、ウェゲナーは大陸移動がプレートテクトニクスの理論で進化したと仮定した。大陸を移動するための1つのメカニズムには、マントル内の対流が含まれます。

熱伝達、または移動熱

熱は、高温の領域から低温の領域に移動します。熱伝達の3つのメカニズムは、放射、伝導、および対流です。

放射線は、宇宙空間の真空を通して太陽から地球にエネルギーが放射されるように、粒子同士が接触することなくエネルギーを移動します。

伝導は、太陽の温められた土地や水が真上の空気を加熱するときのように、粒子の移動なしに、接触を通じてエネルギーをある分子から別の分子に移動します。

対流は粒子の動きによって発生します。粒子が加熱されると、分子はますます速く移動し、分子が離れると密度が低下します。周囲のより低温で高密度の材料と比較して、より高温で密度の低い材料が上昇します。対流は一般に気体と液体で発生する流体の流れを指しますが、マントルのような固体では対流が発生しますが、速度は遅くなります。

マントル内の対流

マントル内の熱は、地球の溶融した外核、放射性元素の崩壊、上部マントルでは下降する構造プレートからの摩擦から生じます。外側のコアの熱は、地球の形成イベントからの残留エネルギーと、放射性元素の崩壊によって生成されたエネルギーから生じます。この熱により、マントルの底部が推定7,230°Fまで温められます。マントルと地殻の境界。マントルの温度は推定392°Fです。

マントルの上部と下部の境界の温度差には、熱伝達が必要です。伝導は熱伝達のためのより明白な方法のように見えますが、対流はマントルでも発生します。コア近くのより暖かく、密度の低い岩石材料がゆっくりと上向きに移動します。

マントル内の比較的高い岩石は、マントルに向かってゆっくりと沈みます。暖かい素材が上昇すると、それも冷却され、最終的には、暖かい素材が上昇し、コアに向かって沈み込みます。

マントル物質は、厚いアスファルトや山岳氷河のようにゆっくりと流れます。マントル材料は固体のままですが、熱と圧力により、対流によりマントル材料が移動します。 (マントル対流図については、参考文献を参照してください。)

構造プレートの移動

プレートテクトニクスは、大陸を漂流するウェゲナーの説明を提供します。プレートテクトニクスは、簡単に言えば、地球表面がプレートに分割されていると述べています。各プレートは、地殻と最上部のマントルを含む地球の岩石の外層であるリソスフェアのスラブで構成されています。これらのリソスフェアの破片は、アセノスフェア、マントル内のプラスチック層の上を移動します。

マントル内の対流は、プレートの動きの駆動力の1つを提供します。マントル材料の塑性運動は、山岳氷河の流れのように動き、マントル内の対流運動がアセノスフェアを動かすにつれて、リソスフェアのプレートを運びます。

スラブプル、スラブ(トレンチ)吸引、およびリッジプッシュもプレートの移動に寄与する場合があります。スラブの引っ張りとスラブの吸引は、下降プレートの質量がアセノスフェアを横切って沈み込みゾーンにリソスフェアのスラブを引っ張ることを意味します。

リッジプッシュは、海の中央に上昇する密度の低い新しいマグマが冷えると、物質の密度が増加すると言います。密度の増加により、リソスフェアプレートは沈み込み帯に向かって加速します。

対流と地理

また、熱伝達は大気と水圏でも発生し、対流が起こる2層の地球を指しています。太陽からの放射加熱は地球の表面を暖めます。その暖かさは、伝導を介して隣接する気団に伝わります。温められた空気は上昇し、冷たい空気に置き換えられ、大気中に対流が発生します。

同様に、太陽によって温められた水は、伝導によって熱をより低い水分子に伝達します。ただし、気温が下がると、下の暖かい水が地表に戻り、冷たい水が沈み、水圏に季節的な対流が発生します。

さらに、地球の回転により暖かい水が赤道から極に向かって移動するため、海流が熱を赤道から極に移動させ、冷たい水を極から赤道に向かって押し出します。