板块运动的动力

板块运动的动力

地球结构

地球呈不规则球形,半径长6,356至6,378公里。地球按化学成份分层,由地球表面至中心,密度渐增,越深密度越高。地球主要分为三层:地核﹝由内核及外核构成﹞、地幔和地壳。每层均具独特的化学成份,而且密度各异 ﹝图1﹞。

图1:地球的基本构造。

根据科学家推断,高密度的地核主要由铁和镍两种重金属元素组成。地核外层为液态铁,地球磁场由此而成。

地核受地幔所包围,地幔密度较低,深达2,900公里,富带有铁和镁的矽酸盐矿物。

地球最外层称为地壳,分为海洋地壳及大陆地壳。一般而言,大陆地壳含矽元素较多,密度则比海洋地壳低。

海洋地壳 ﹝厚约10公里﹞由富铁、镁、钙,和铝的矽酸盐矿物组成,通常形成深色、沉重的岩石,称为玄武岩。

大陆地壳 ﹝厚约20-60公里﹞由富钾、钠和铝的矽酸盐矿物组成,形成多种岩石,如花岗岩等。

地球的动态表面

地球的地壳最外层和上地幔层可再分为岩石圈及软流圈﹝图2﹞。岩石圈板块在流动的软流圈上缓慢移动,称为板块运动,令地球表面维持在活跃多变的状态中。

图2:地壳及上地幔层的基本构造。

岩石圈非常坚固,深度由约100公里延伸至150公里,包含地壳和部份上地幔层。在地球表面,岩石圈由七块巨大的板块及若干较小的板块组成。板块边缘形状不一,在软流圈上方移动。

软流圈结构较弱,深度由约150公里延伸至400公里,岩石圈在上方移动。在软流圈产生的岩浆形成海洋地壳。地核的热力在地幔产生环流现象﹝热对流﹞,带动上面的板块移动。

板块运动的动力

板块运动是由地球内部的热力产生,它包括地球在最初形成时所产生的余温,以及岩石中矿物辐射衰变时产生的热量。

热力像热流般由地球下地幔向上升,当到达上地幔层时受冷,热流向外扩散,再向下降回下地幔﹝图3﹞。这过程称为地幔对流,它会带动板块移动。

虽然地球的热力带动地幔对流及板块活动,但构成地幔的岩石是非常坚固而呈半塑性状态,因此可转移物质。

图3:地幔对流作为板块运动的动力。

板块边缘类型

板块边缘分为三大类型:聚合、张裂及错动型板块边缘。

图4a:张裂型板块边缘的基本结构

图4b:聚合型板块边缘的基本结构

图4c:错动型板块边缘的基本结构。

张裂型板块边缘

﹝图4a﹞:张裂型板块边缘就是当岩浆由地幔不断向上涌,两块板块向两旁拉张的边缘。张裂型板块边缘的火山活动会形成新的岩石,称扩张性山脊。

聚合型板块边缘

﹝图4b﹞:聚合型板块边缘就是两块板块互相挤压的边界,而引至其中一块板块推复到另一板块之上。下伏的板块会被推回地幔,并于俯冲区被摧毁。地震和火山活动正是在两块板块互相挤压的过程中,于上复板块发生的。

错动型板块边缘

﹝图4c﹞:错动型板块边缘就是两块板块擦过的边缘。当两块板块从旁擦过时,地震便会在板块边缘发生。岩石圈受影响较轻微,不会如张裂型板块边缘般形成新的岩石,或如聚合型板块边缘般摧毁岩石。

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