Manto Konveksiyonu ve Levha Hareketini Sağlayan Kuvvetler
Levha hareketi, mantonun yavaş konvektif devridaimi ile sürdürülmekte olup, yoğun dalma-batma zonlarındaki levhaların (slabların) batması ve sırtlardan uzaklaşan levhaların yerçekimsel kayması baskın itici kuvvetleri sağlamaktadır.
Tanım
Levha hareketini sağlayan kuvvetler, mantodaki termal konveksiyondan kaynaklanan ve litosferik levha hareketinin hızını ve yönünü yöneten, başlıca levha çekimi (slab pull), sırt itmesi (ridge push) ve manto sürüklenmesi (mantle drag) olmak üzere yerçekimsel ve viskoz kuvvetler bütünüdür.
Kapsam
Bu konu, levha tektoniğinin ardındaki dinamikleri ele almaktadır: mantodaki termal konveksiyon, levha çekimi (slab pull), sırt itmesi (ridge push) ve taban sürüklenmesi (basal drag) arasındaki denge ile manto yükselimlerinin (plume'larının) rolü. Sınırların kinematik tanımını tamamlayarak ve jeofiziğin daha derin kaygılarına değinerek levha hareketinin fiziksel iticilerini incelemektedir.
Temel sorular
- Mantonun konveksiyonu tüm manto boyunca mı yoksa katmanlı mı gerçekleşmektedir?
- Levha hareketine hangi kuvvetler hakimdir ve bunlar levha uzunluğu ve levha alanı ile nasıl ölçeklenmektedir?
- Manto yükselimleri (plume'ları) levha ölçekli konveksiyonla nasıl ilişkilidir?
Temel kuramlar
- Baskın itici kuvvet olarak levha çekimi (slab pull)
- Forsyth ve Uyeda, kuvvet dengesi analiziyle, uzun dalma-batma levhalarına bağlı levhaların en hızlı hareket ettiğini göstermiştir; bu da levha çekiminin (slab pull) levha hareketinin birincil iticisi olduğunu, sırt itmesi (ridge push) ve taban sürüklenmesinin (basal drag) ise ikincil olduğunu ima etmektedir.
- Manto yükselimi (plume) hipotezi
- Morgan, derin mantodan gelen, levha hareketine göre sabit dar sıcak malzeme yükselimlerinin sıcak nokta volkanik izleri ürettiğini ve levha ölçekli akıştan farklı bir konvektif bileşeni temsil ettiğini önermiştir.
Mekanizmalar
Çekirdekten ve radyoaktif bozunmadan gelen ısı, katı mantonun yavaş sürünmesini sağlamaktadır. Soğuk, yoğun okyanusal litosfer dalma-batma zonlarında batarak arkasındaki levhayı çekmektedir (levha çekimi / slab pull); yükseltilmiş sırt levha üzerinde yerçekimsel bir itme uygulamaktadır (sırt itmesi / ridge push); ve levha tabanı ile alttaki manto akışı arasındaki viskoz bağlantı hareketi ya itebilir ya da direnebilir. Yerelleşmiş yükselimler (plume'lar) ayrı, büyük ölçüde dikey bir konvektif akı eklemektedir.
Klinik önem
İtici kuvvetleri anlamak, bazı levhaların neden diğerlerinden daha hızlı hareket ettiğini açıklamakta, değişen manto akışının neden olduğu uzun vadeli deniz seviyesi ve iklim değişikliği modellerini kısıtlamakta ve levha içi volkanizma ve yükselme yorumlarını bilgilendirmektedir.
Tarihçe
Arthur Holmes, 1930'larda manto konveksiyonunu bir itici mekanizma olarak önermiştir. Levha tektoniği kurulduktan sonra, 1970'lerdeki nicel analizler — özellikle Forsyth ve Uyeda'nın kuvvet dengesi çalışması ve Morgan'ın yükselim (plume) hipotezi — aday itici kuvvetlerin göreceli katkılarını açıklığa kavuşturmuştur.
Tartışmalar
- Tüm manto konveksiyonu ve katmanlı konveksiyon
- Mantonun tek bir katman olarak mı yoksa ayrı ayrı dolaşan iki katman olarak mı konveksiyon yaptığı uzun süredir tartışılmaktadır; alt mantoya nüfuz eden levhaları gösteren sismik tomografi tüm manto konveksiyonunu desteklemekle birlikte, jeokimyasal rezervuarlar bazı kalıcı katmanlaşmayı düşündürmektedir.
Öne çıkan isimler
- Donald Forsyth
- Seiya Uyeda
- W. Jason Morgan
- Arthur Holmes
İlgili konular
Temel eserler
- forsythuyeda1975
- morgan1971
Sıkça sorulan sorular
- Tektonik levhaları hareket ettiren ana kuvvet nedir?
- Çoğu kanıt, dalma-batma zonlarında batan soğuk, yoğun litosferin ağırlığı olan levha çekimini (slab pull) baskın itici kuvvet olarak işaret etmekte, sırt itmesi (ridge push) ve manto sürüklenmesinin (mantle drag) ise daha küçük roller oynadığı belirtilmektedir.