La actividad de la Tierra sólida, por ejemplo, volcanes en Java, terremotos en Japón, etc., se entiende bien dentro del contexto de la teoría de la tectónica de placas de ~ 50 años de antigüedad. Esta teoría plantea que la capa externa de la TierraLa "litosfera" de la Tierra se subdivide en placas que se mueven una con respecto a la otra, concentrando la mayor parte de la actividad a lo largo de los límites entre las placas. Puede ser sorprendente, entonces, que la comunidad científica no tenga un concepto firme sobre cómo comenzó la tectónica de placas. Este mes, el Dr. Alexander Webb de la División de Ciencias de la Tierra y Planetarias y Laboratorio de Investigación Espacial de la Universidad de Hong Kong ha presentado una nueva respuesta, en colaboración con un equipo internacional en un artículo publicado en Comunicaciones de la naturaleza . Webb sirve como autor correspondiente en el nuevo trabajo.
El Dr. Webb y su equipo propusieron que la concha de la Tierra primitiva se calentara, lo que causó una expansión que generó grietas. Estas grietas crecieron y se unieron en una red global, subdividiendo la concha de la Tierra primitiva en placas. Ilustraron esta idea a través de una serie de simulaciones numéricas, utilizando un código de mecánica de fractura desarrollado por el primer autor del artículo, el profesor Chunan Tang de la Universidad Tecnológica de Dalian. Cada simulación rastrea el estrés y la deformación experimentada por un caparazón que se expande térmicamente. Los caparazones generalmente pueden soportar aproximadamente 1 km de expansión térmica El radio de la Tierra es de ~ 6371 km, pero una expansión adicional conduce al inicio de la fractura y al rápido establecimiento de la red global de fracturas.
Aunque este nuevo modelo es lo suficientemente simple: el primer caparazón de la Tierra se calentó, expandió y agrietó, superficialmente este modelo se asemeja a ideas desacreditadas durante mucho tiempo y contrasta con los preceptos físicos básicos de la ciencia de la Tierra. Antes de la revolución de la tectónica de placas de la década de 1960,Las actividades de la Tierra y la distribución de océanos y continentes se explicaron por una variedad de hipótesis, incluida la llamada hipótesis de la Tierra en expansión.Las luminarias como Charles Darwin postularon que se pensaba que los grandes terremotos, la construcción de montañas y la distribución de masas de tierraresultado de la expansión de la Tierra. Sin embargo, debido a que la principal fuente interna de calor de la Tierra es la radiactividad, y la continua descomposición de los elementos radiactivos significa que hay menos calor disponible a medida que avanza el tiempo, la expansión térmica podría considerarse mucho menos probable que su opuesto:contracción térmica. ¿Por qué, entonces, el Dr. Webb y sus colegas piensan que la litosfera de la Tierra primitiva experimentó expansión térmica?
"La respuesta radica en la consideración de los principales mecanismos de pérdida de calor que podrían haber ocurrido durante los primeros períodos de la Tierra", dijo el Dr. Webb. "Si la advección volcánica, que transportaba material caliente desde la profundidad a la superficie, fuera el modo principal de calor temprano- pérdida, eso lo cambia todo ". El dominio del vulcanismo tendría un efecto inesperadamente escalofriante en la capa externa de la Tierra, como se documenta en el trabajo anterior del Dr. Webb y el coautor Dr. William Moore publicado en Nature en 2013. Esto se debe a queel nuevo material volcánico caliente tomado de las profundidades de la Tierra se habría depositado como material frío en la superficie: el calor se perdería en el espacio. La evacuación en profundidad y la acumulación en la superficie eventualmente requerirían que el material de la superficie se hundiera, enfriandomaterial hacia abajo. Este movimiento continuo hacia abajo del material de superficie fría habría tenido un efecto de enfriamiento en la litosfera temprana. Debido a que la Tierra se estaba enfriando en general, la producción de calor y el volcanismo correspondiente se habrían ralentizado abajo.En consecuencia, el movimiento descendente de la litosfera se habría ralentizado con el tiempo y, por lo tanto, incluso a medida que el planeta en general se enfriara, la litosfera enfriada se habría calentado cada vez más a través de la conducción desde el material caliente y profundo debajo.Este calentamiento habría sido la fuente de la expansión térmica invocada en el nuevo modelo.El nuevo modelo ilustra que si la litosfera sólida de la Tierra se expande suficientemente térmicamente, se fracturaría y el rápido crecimiento de una red de fracturas dividiría la litosfera de la Tierra en placas.
El Dr. Webb y sus colegas continúan explorando el desarrollo temprano de nuestro planeta, y de los otros planetas y lunas en el sistema solar, a través de estudios integrados de campo, analíticos y teóricos. Sus exploraciones basadas en el campo los llevan asitios remotos en Australia, Groenlandia y Sudáfrica; su investigación analítica analiza la química de las rocas antiguas y sus componentes minerales, y sus estudios teóricos simulan varios procesos geodinámicos propuestos. Juntos, estos estudios destruyen una de las ciencias de la Tierra y la ciencia planetaria.grandes misterios restantes: ¿cómo y por qué la Tierra pasó de una bola fundida a nuestro planeta tectónico de placas?
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Materiales proporcionado por La Universidad de Hong Kong . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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