Innhold
- Varmeoverføring, eller bevegelig varme
- Konveksjonsstrømmer i mantelen
- Flytte de tektoniske platene
- Konveksjonsstrømmer og geografi
Da Alfred Wegener først foreslo at kontinentene hadde drevet inn i sine nåværende posisjoner, lyttet få mennesker. Tross alt, hvilken mulig styrke kunne bevege noe så stort som et kontinent?
Mens han ikke levde lenge nok til å bli rettferdiggjort, utviklet Wegeners hypotese kontinentaldrift i teorien om platetektonikk. En mekanisme for å flytte kontinentene involverer konveksjonsstrømmer i mantelen.
Varmeoverføring, eller bevegelig varme
Varme beveger seg fra områder med høyere temperatur til områder med lavere temperatur. De tre mekanismene for varmeoverføring er stråling, ledning og konveksjon.
Stråling flytter energi uten kontakt mellom partikler, som stråling av energi fra solen til jorden gjennom vakuumet i rommet.
Ledning overfører energi fra et molekyl til et annet gjennom kontakt, uten partikkelbevegelse, som når solvarmt land eller vann varmer luften rett over.
Konveksjon skjer gjennom bevegelse av partikler. Når partiklene blir oppvarmet, beveger molekylene seg raskere og raskere, og når molekylene beveger seg fra hverandre, reduseres tettheten. Det varmere, mindre tette materialet stiger sammenlignet med det omgivende kjøligere materialet med høyere tetthet. Mens konveksjon generelt refererer til væskestrømmen som oppstår i gasser og væsker, skjer konveksjon i faste stoffer som mantelen, men i en lavere hastighet.
Konveksjonsstrømmer i mantelen
Varme i mantelen kommer fra jordens smeltede ytre kjerne, forfall av radioaktive elementer, og i øvre mantel, friksjon fra synkende tektoniske plater. Varmen i den ytre kjernen er et resultat av gjenværende energi fra jordas formative hendelser og energien som genereres av forråtnende radioaktive elementer. Denne varmen varmer basen av mantelen til anslagsvis 7.230 ° F. Ved mantel-skorpe-grensen. mantelenes temperatur er anslått 392 ° F.
Temperaturdifferansen mellom øvre og nedre grense for mantelen krever varmeoverføring. Mens ledning virker den mer åpenbare metoden for varmeoverføring, forekommer også konveksjon i mantelen. Det varmere, mindre tette bergmaterialet nær kjernen beveger seg sakte oppover.
Relativt kjøligere stein fra høyere i mantelen synker sakte mot mantelen. Når det varmere materialet stiger, avkjøles det også, til slutt skyves det til side av varmere stigende materiale og synker tilbake mot kjernen.
Mantelmateriale strømmer sakte, som tykk asfalt eller fjellbreer. Mens mantelmaterialet forblir solid, tillater varmen og trykket konveksjonsstrømmer å bevege mantelmaterialet. (Se Ressurser for et mantelkonveksjonsskjema.)
Flytte de tektoniske platene
Platetektonikk gir en forklaring på Wegeners drivende kontinenter. Kort tektonikk slår fast at jordoverflaten er brutt i plater. Hver plate består av litosfæreplater, det steinete ytre laget av jorden, som inkluderer jordskorpen og den øverste mantelen. Disse litosfæriske stykkene beveger seg på toppen av asthenosfæren, et plastlag i mantelen.
Konveksjonsstrømmer i mantelen gir en potensiell drivkraft for platebevegelse. Plastbevegelsen til mantelmaterialet beveger seg som strømmen av fjellbreer, og bærer de litosfæriske platene mens konveksjonsbevegelsen i mantelen beveger asthenosfæren.
Trekk i plate, skyve (grøft) og skyv i ryggen kan også bidra til platebevegelse. Trekkplate og tappesug betyr at massen på den synkende platen trekker den etterfølgende litosfæriske tallerkenen over asthenosfæren og inn i subduksjonssonen.
Ridge push sier at når den mindre tette nye magmaen som stiger inn i sentrum av oseaniske rygger avkjøles, øker materialets tetthet. Den økte tettheten akselererer den litosfæriske platen mot subduksjonssonen.
Konveksjonsstrømmer og geografi
Varmeoverføring skjer også i atmosfæren og hydrosfæren, for å nevne to jordlag der konveksjonsstrømmer finner sted. Strålevarme fra sola varmer jordoverflaten. Den varmen overføres til den tilstøtende luftmassen via ledning. Den oppvarmede luften stiger og erstattes av kjøligere luft, og skaper konveksjonsstrømmer i atmosfæren.
Tilsvarende overfører vann som er oppvarmet av solen varme til lavere vannmolekyler gjennom ledning. Når lufttemperaturene synker, beveger det varmere vannet seg imidlertid tilbake mot overflaten og det kaldere overflatevannet synker, og skaper sesongmessige konveksjonsstrømmer i hydrosfæren.
I tillegg beveger jordens rotasjon varmt vann fra ekvator mot polene, noe som resulterer i havstrømmer som flytter varme fra ekvator til polene og skyver kaldt vann fra polene mot ekvator.