Tektonika Lempeng dan Dinamika Mantel

Lapisan terluar bumi yang kaku terpecah menjadi lempeng-lempeng yang bergerak di atas mantel yang berkonveksi, berinteraksi di punggungan, parit, dan sesar transform untuk menghasilkan sebagian besar gempa bumi, vulkanisme, dan pembentukan gunung di planet ini.

Definition

Tektonika lempeng adalah teori bahwa litosfer bumi terbagi menjadi lempeng-lempeng kaku yang bergerak relatif satu sama lain di atas astenosfer, dengan deformasi terkonsentrasi di batas-batasnya, didorong oleh gaya-gaya yang timbul dari konveksi mantel.

Scope

Topik ini mencakup teori tektonika lempeng dan hubungannya dengan dinamika mantel: kinematika lempeng kaku dari gerakan pada bola, tiga jenis batas (divergen, konvergen, dan transform), pemekaran dasar laut dan subduksi, serta deskripsi kutub Euler dari gerakan lempeng relatif. Ini membahas gaya-gaya yang menggerakkan lempeng, terutama tarikan slab dan dorongan punggungan, siklus Wilson dari pembukaan dan penutupan samudra, dan hubungan antara gerakan lempeng permukaan dan aliran mantel di bawahnya. Penekanannya adalah pada kinematika dan dinamika gerakan lempeng.

Core questions

• Bagaimana gerakan lempeng kaku pada bola dijelaskan secara kinematik?
• Proses apa saja yang terjadi di batas lempeng divergen, konvergen, dan transform?
• Gaya apa yang menggerakkan gerakan lempeng, dan seberapa penting tarikan slab dibandingkan dorongan punggungan?
• Bagaimana gerakan lempeng permukaan berhubungan dengan konveksi di mantel?

Key concepts

• Lempeng litosfer dan astenosfer
• Batas divergen, konvergen, dan transform
• Pemekaran dasar laut dan subduksi
• Kutub Euler dan gerakan lempeng relatif
• Tarikan slab, dorongan punggungan, dan siklus Wilson

Key theories

Kinematika lempeng kaku pada bola

McKenzie dan Parker, dan secara independen Morgan, menunjukkan bahwa gerakan lempeng dapat dijelaskan sebagai rotasi kaku di sekitar kutub Euler pada bola, menyediakan kerangka kerja kinematik yang tepat yang menyatukan pemekaran dasar laut, sesar transform, dan pergeseran benua menjadi tektonika lempeng.

Tarikan slab dan gaya pendorong lempeng

Gaya dominan pada sebagian besar lempeng adalah tarikan gravitasi dari slab yang dingin, padat, dan menunjam, dilengkapi dengan dorongan punggungan dari pusat penyebaran yang terangkat, mengintegrasikan gerakan lempeng dengan aliran turun konveksi mantel.

Mechanisms

Litosfer baru terbentuk dan menyebar di punggungan tengah samudra, mendingin dan menebal seiring bertambahnya usia hingga, cukup padat, ia tenggelam di zona subduksi; daya apung negatif dari slab yang tenggelam menarik lempeng di belakangnya sementara punggungan yang terangkat mendorong dari belakang, dan gaya-gaya ini, digabungkan dengan aliran mantel yang kental, menentukan kecepatan lempeng, dengan deformasi dan seismisitas terkonsentrasi di batas-batas antara interior lempeng yang kaku.

Clinical relevance

Tektonika lempeng menjelaskan distribusi global gempa bumi, gunung berapi, dan pegunungan, membingkai bahaya seismik dan vulkanik jangka panjang, dan menjelaskan lokasi banyak sumber daya mineral, hidrokarbon, dan panas bumi.

History

Berdasarkan teori pergeseran benua Wegener dan pemekaran dasar laut Hess, pengakuan sesar transform pada pertengahan 1960-an oleh Wilson dan formulasi lempeng kaku oleh McKenzie, Parker, Morgan, dan Le Pichon menetapkan tektonika lempeng, teori pemersatu Bumi padat, dalam beberapa tahun.

Key figures

• Dan McKenzie
• Jason Morgan
• John Tuzo Wilson
• Xavier Le Pichon

Seminal works

• mckenzie1967
• morgan1968
• turcotte2014

Frequently asked questions

Apa tiga jenis utama batas lempeng?

Batas divergen, di mana lempeng bergerak menjauh dan kerak baru terbentuk, seperti di punggungan tengah samudra; batas konvergen, di mana lempeng bertabrakan dan salah satunya dapat menunjam di bawah yang lain; dan batas transform, di mana lempeng bergeser satu sama lain secara horizontal, seperti di sepanjang Sesar San Andreas.

Mengapa sebagian besar gempa bumi terjadi di batas lempeng?

Interior lempeng relatif kaku dan bergerak hampir sebagai unit, sehingga gerakan relatif diakomodasi terutama di tepinya, di mana tegangan menumpuk dan dilepaskan sebagai gempa bumi; ini mengkonsentrasikan seismisitas dalam sabuk sempit yang melacak batas lempeng.