Geologi imajo razlago - znanstveno teorijo - o tem, kako se obnaša Zemljina površina, imenovano tektonika plošč. Tektonika pomeni obsežno strukturo. Tako "tektonika plošč" pravi, da je obsežna zgradba zunanje lupine Zemlje skupek plošč. (glej zemljevid)
Tektonske plošče
Tektonske plošče se ne ujemajo povsem s celinami in oceani na Zemljini površini. Na primer plošča Severne Amerike sega od zahodne obale ZDA in Kanade do sredine Atlantskega oceana. Tihi ocean vključuje del Kalifornije in večino Tihega oceana (glej seznam tablic). To je zato, ker so celine in oceanski bazeni del Zemljina skorja. Toda plošče so narejene iz razmeroma hladne in trde kamnine, ki sega globlje od skorje v zgornji plašč. Del Zemlje, ki sestavljajo plošče, se imenuje litosfera. Debelina je približno 100 kilometrov, vendar se to od mesta do kraja zelo razlikuje. (glej O litosferi)
Litosfera je trdna kamnina, trdna in kruta kot jeklo. Pod njim je mehkejša, bolj vroča plast trdne kamnine, imenovana astenosfera ("es-THEEN-osphere"), ki sega do približno 220 kilometrov globine. Ker je pri vročih temperaturah, je skala astenosfere šibka ("astno-" pomeni šibka v znanstveni grščini). Ne more se upreti počasnemu stresu in se na plastičen način upogne, podobno kot šipka turškega taffyja. Dejansko litosfera plava po astenosferi, čeprav sta obe trdni kamnini.
Premiki plošč
Plošče nenehno spreminjajo položaj, počasi se premikajo nad astenosfero. "Počasi" pomeni počasneje, kot rastejo nohti, ne več kot nekaj centimetrov na leto. Njihova gibanja lahko merimo neposredno z GPS in drugimi meritvenimi (geodetskimi) metodami na dolge razdalje, geološki dokazi pa kažejo, da so se v preteklosti premikali enako. V mnogih milijonih let so celine prepotovale povsod po svetu. (glej Merjenje gibanja plošče)
Plošče se medsebojno premikajo na tri načine: se premikajo skupaj (zbližujejo), se premikajo narazen (razhajajo) ali se premikajo drug mimo drugega. Zato se običajno reče, da imajo plošče tri vrste robov ali meja: konvergentne, divergentne in preoblikovalne.
- Kadar se vodilni rob plošče sreča z drugo ploščo, se eden od njih obrne navzdol. To gibanje navzdol se imenuje subduction. Subdutirane plošče se premikajo navzdol v astenosfero in skozi njih ter postopoma izginejo. (glej O konvergentnih conah)
- Plošče se razhajajo po vulkanskih conah v oceanskih kotlinah, na sredocenskih grebenih. To so dolge, ogromne razpoke, kjer se lava dviga od spodaj in zmrzne v novo litosfera. Dve strani razpoke se nenehno odrivata in tako plošče pridobijo nov material. Severnoatlantski otok Islandija je najprimernejši primer divergentne cone nad morsko gladino. (glej O različnih območjih)
- Kjer se plošče premikajo drug mimo drugega, se imenuje meja transformiranja. Niso tako pogosti kot drugi dve meji. The San Andreas krivda Kalifornije je dobro znan primer. (glej O transformacijah)
- Točke, kjer se srečujejo robovi treh plošč, imenujemo trojni stičišči. Po površini Zemlje se premikajo kot odziv na različne gibe treh plošč. (glej Trojni križišča)
Osnovni risarski zemljevid plošč uporablja samo te tri mejne vrste. Vendar pa številne meje plošče niso ostre črte, temveč bolj razpršene cone. Ti znašajo približno 15 odstotkov svetovnega števila in se pojavljajo v bolj realistične tablice plošč. Difuzne meje v Združenih državah Amerike vključujejo večino Aljaske ter pokrajine porečja in reke v zahodnih državah. Večina Kitajske in ves Iran sta tudi razpršena mejna območja.
Kaj razlaga tektonika plošč
Tektonika plošče odgovarja na številna osnovna geološka vprašanja:
- Na treh različnih vrstah meja gibanje plošč ustvarja izrazite vrste potresnih prelomov. (glej Vrste napak v matici)
- Večina velikih gorskih verig je povezana s konvergenco plošč, kar odgovarja na dolgoletno skrivnost. (glej gorski problem)
- Fosilni dokazi kažejo, da so bile nekoč povezane celine, ki so danes daleč narazen; kjer smo enkrat to pojasnili s vzpon in padec kopenskih mostov, danes vemo, da so odgovorni premiki plošč.
- Svetovno morsko dno je geološko mlado, ker stara oceanska skorja izgine s subdukcijo. (glej O subdukciji)
- Večina vulkanov na svetu je povezana s subdukcijo. (glej o Arc vulkanizmu)
Tektonika plošč nam omogoča tudi postavljanje novih odgovorov na vprašanja:
- V geološki preteklosti lahko sestavimo zemljevide svetovne geografije - paleogeografske karte - in modeliramo starodavno podnebje.
- Lahko preučimo, kako množično izumrtje so povezane z učinki tektonske plošče kot je vulkanizem. (glej Izumrtje: o usodi vrst)
- Lahko preučimo, kako so interakcije plošč vplivale na geološko zgodovino določene regije.
Tektonska vprašanja o plošči
Geoznanstveniki preučujejo več glavnih vprašanj o tektoniki plošč:
- Kaj premika plošče?
- Kaj ustvarja vulkane v "žariščih", kot so Havaji, ki so zunaj območij subdukcije? (glej Hotspot alternativa)
- Kako toge so plošče in kako natančne so njihove meje?
- Kdaj se je začela tektonika plošč in kako?
- Kako je tektonika plošč povezana s spodnjo plastjo Zemlje? (glej O plašču)
- Kaj se zgodi s pokorenimi ploščami? (glej Smrt plošč)
- V kakšen cikel gredo materiali plošč?
Tektonika plošč je edinstvena za Zemljo. Toda spoznavanje tega v zadnjih 40 letih je znanstvenikom dalo veliko teoretičnih orodij za razumevanje drugih planetov, tudi tistih, ki obkrožajo druge zvezde. Za ostale nas je tektonika plošč preprosta teorija, ki pomaga razumeti zemeljski obraz.