Na Ziemi tektonika płyt tworzy góry, wywołuje tsunami i tworzy wulkany. Parafrazując nieżyjącego już biologa ewolucyjnego Teodozjusza Dobzhansky'ego , nic na powierzchni świata nie ma sensu, z wyjątkiem tego procesu. Najbardziej zewnętrzna warstwa Ziemi składa się z płyt tektonicznych poruszających się w celowym tempie. Niektóre obejmują całe kontynenty lub subkontynenty. Inne płyty leżą pod oceanem, czekając, aż zostaną wciągnięte do przegrzanego jądra ziemi.
Ale jak wygląda sytuacja na innych planetach? Czy również doświadczają tektoniki płyt, czy też zjawisko to ogranicza się do Ziemi? Pod tym względem nasz dom wydaje się wyjątkowy. Jasne, inne planety są geologicznie aktywne, ale gdzie indziej we Wszechświecie nie znaleźliśmy jeszcze ziemskiego systemu tektoniki płyt.
Kosmiczne Jabłka
Thomas Watters jest starszym naukowcem w National Air and Space Museum w Waszyngtonie. Jednym z jego zainteresowań badawczych jest tektonika planetarna. W e-mailu mówi, że chociaż Ziemia ma co najmniej 15 ruchomych płyt, wszystkie dowody sugerują, że Merkury jest planetą jednopłytową.
Oznacza to , że powierzchnia Merkurego nie może podlegać tektonice płyt, jaką znamy. Na Ziemi oddzielne płyty rozchodzą się, zderzają się czołowo lub ocierają się o siebie. Tak naprawdę nie widzimy takich rzeczy na Merkurym, ponieważ planeta ma tylko jedną płytę do pracy. Niemniej jednak jego skorupa nie jest dokładnie obojętna. Głęboko pod powierzchnią wnętrze Merkurego stygnie . Spadek temperatury podpowierzchniowej zmusza jądro planety do kurczenia się - a jej skorupa reaguje w naturze.
Tak, ludzie: Merkury się kurczy.
„Skórka musi dostosować się do tego zmniejszenia [objętości]” - mówi Watters. I tak jest. W miarę jak planeta maleje, samotna płyta Merkurego rozpada się. Gdybyś wybrał się na wędrówkę po powierzchni, napotkałbyś wysokie klify i wydłużone doliny . Według Wattersa, cechy te „powstają w wyniku uskoków wzdłużnych, w których materiały skorupy ziemskiej są spychane razem, pękają, a jedna część skorupy jest wypychana w górę i nad drugą”. Podobne uskoki można znaleźć na Ziemi, zwłaszcza w miejscach, w których zbiegają się dwie płyty.
Watters był głównym autorem artykułu z 2016 roku na temat niektórych skarp Merkurego, które są schodkowymi grzbietami utworzonymi przez uskoki. Te, które recenzował jego zespół, wydają się mieć mniej niż 50 milionów lat, co czyni je dość młodymi według standardów geologicznych. Ich wiek wskazuje, że Merkury nadal doświadcza ruchu skorupy ziemskiej.
Jednym ze współautorów tego artykułu był pochodzący z Kolorado astronom Clark R. Chapman . Porównuje planetę do wyschniętego owocu. „Skorupa Merkurego bardzo się skurczyła i najprawdopodobniej nadal się kurczy ... ponieważ jej wnętrze stygnie i kurczy się” - wyjaśnia Chapman w e-mailu. „Szorstkim analogiem byłaby skórka jabłka: gdy wnętrze jabłka stopniowo wysycha i kurczy się, powoduje to marszczenie się skórki”. Ten sam proces przebiega bliżej domu. Podobnie jak Merkury, księżyc Ziemi jest jednopłytowym ciałem, które teraz kurczy się, gdy jego rdzeń się ochładza.
Mars i Wenus
Marsjański krajobraz musi pozytywnie fascynować. Czerwona planeta zawiera największy wulkan Układu Słonecznego wraz z największym kanionem. Naukowcy nazwali ten ostatni „ Valles Marineris ”. Mając 1864 mil (3000 kilometrów) długości i 372 mil (600 kilometrów) średnicy, największe kaniony Ziemi wyglądają jak pęknięcia w betonowym podjeździe.
Mars jest również znany ze swojej tak zwanej dychotomii skorupy ziemskiej: skorupa na półkuli południowej ma średnią grubość 36 mil (58 kilometrów). Jednak na półkuli północnej ma - znowu średnio - grubość zaledwie 20 mil (32 kilometry). Watters twierdzi, że ten „kontrast w topografii” przypomina różnice „między kontynentami Ziemi a basenami oceanicznymi”.
Czy ta rozbieżność może być dziełem tektoniki płyt? Yin , profesor geologii na UCLA, napisał wiele artykułów na temat powierzchni Marsa. W 2012 roku zasugerował, że marsjański płaskowyż zwany Tharis Rise mógł zostać utworzony przez strefę subdukcji - czyli miejsce, w którym jedna płyta nurkuje pod drugą. W tym samym roku przytoczył Valles Marineris jako możliwy obszar graniczny między dwiema płytami.
„Są to hipotezy poparte tym, co wiemy” - mówi Yin w e-mailu, „ale wraz z pojawieniem się większej ilości danych w ciągu następnych kilku dekad, sytuacja może się zmienić”. Na razie uważa, że Mars ma prymitywną formę tektoniki płyt. Jednak nawet jeśli to prawda, Mars nie ma wielu płyt. Wydaje się również, że aktywność związana z płytami na czerwonej planecie postępuje znacznie wolniej niż na Ziemi.
A teraz przejdźmy do jednego z naszych innych niebiańskich sąsiadów, dobrze? Gazowa atmosfera Wenus sprawia, że trudno ją zbadać. Mimo to dowiedzieliśmy się kilku rzeczy o jego powierzchni. „Obecna skorupa Wenus jest stosunkowo młoda” - mówi Watters. Sądząc po niektórych kraterach pozostawionych przez meteoryty, jego obecna powierzchnia ma mniej niż 1 miliard lat.
Ale wiek to nie wszystko. Podobnie jak Ziemia, Wenus ma swoje własne grzbiety, uskoki i (prawdopodobnie aktywne) wulkany . Badanie z 2017 roku wykazało , że Wenus zawdzięcza znaczną część swojej topografii prehistorycznym pióropuszom płaszcza . Są to kolumny stopionej skały, które czasami sięgają skorupy planety. Kiedy to robią, często generują „gorący punkt” aktywności wulkanicznej. Tutaj, na Ziemi, lawa uwolniona przez pióropusze płaszcza stworzyła Wyspy Hawajskie, a także Islandię.
Teoretycznie materiał wulkaniczny uwolniony przez gorące punkty może wyjaśniać obecność koron : dużych, owalnych struktur znalezionych na powierzchni Wenus. Chmury mogły nawet doprowadzić do powstania niekonwencjonalnych stref subdukcji wokół krawędzi koron. Niezupełnie tektonika płyt, ale wciąż całkiem zgrabna.
Teraz to jest interesujące
Niektórzy naukowcy uważają, że istnienie tektoniki płyt może być warunkiem życia. Jak już wspomnieliśmy, płyty mają tendencję do wywoływania erupcji wulkanicznych, które uwalniają dwutlenek węgla do atmosfery. Takie emisje pomagają utrzymać dobrą i stabilną temperaturę na Ziemi. A to tylko jedna z korzyści, jakie zapewniają organizmom. Kto wie? Ziemia jest jedyną znaną planetą zamieszkującą życie. Być może jego nienormalna struktura tektoniczna jest jednym z powodów .
