کلیات

تکتونیک صفحه‌ای (plate tectonics) نظریه‌ای علمی است که حرکت در مقیاس بزرگ لیتوسفر (قشر زمین و بخش فوقانی جبه زمین) را توصیف می‌کند.

این نظریه بیان می‌کند که لیتوسفر از چندین صفحه عظیم تشکیل شده است. این صفحات قاره‌ها و کف دریاها را می‌سازند. این صفحات بر روی یک لایه زیرین چسبناک نیمه‌جامد به نام آستنوسفر قرار دارند.

این صفحات نسبت یکدیگر در یکی از سه نوع "مرز صفحه‌ای" در حرکت هستند. مرزهای همگرا یا تصادمی، مرزهای واگرا یا مراکز انتشار، و مرزهای دگرگونی تدریجی.

زلزله‌ها، فعالیت‌های آتشفشانی، کوه‌سازی و ایجاد حفره‌های اقیانوسی در امتداد مرزهای این صفحات رخ می‌دهد. سرعت نسبی حرکت این صفحات متفاوت است و از صفر تا 100 میلی‌متر در سال تغییر می‌کند.

هنگامی که دو صفحه در مرزهای همگرا در تلاقی با یکدیگر قرار می ‌گیرند، صفحه سنگین‌تر به زیر صفحه سبک‌تر مِی‌‌لغزد و به درون جبه زمین می‌رود. این پدیده را "فرورانش"(subduction) می‌نامند.

نظریه تکتونیک می‌گوید میزانی که  بخش سطحی صفحات (قاره‌ای و افیانوسی) که در مرزهای همگرا به درون جبه زمین فرو می‌رود، کم و بیش معادل فشر (اقیانوسی) جدیدی است که در محل مرزهای واگرا با گسترش کف دریا ایجاد می‌شود. به این ترتیب مساحت کلی کره زمین ثابت باقی می‌ماند.

در مورد عوامل ایجاد کننده حرکت صفحات مدل‌های گوناگونی ممکن است هم زمان عمل کنند؛ صفحات تکتونیکی ممکن است به این علت حرکت کنند که لیتوسفر نسبت به آستنوسفر زیرین دارای استحکام بیشتر و تراکم کمتری است. از طرف دیگر تغییرات تراکم جانبی در جبه زمین باعث ایجاد همرفت یا کنوکسیون مواد نیمه‌مذاب آن می‌شود. تصور می‌رود حرکات صفحه‌ها در مناطق فرورانش ناشی از ترکیبی از حرکت واگرایی کف دریاها در مراکز انتشار یا مرزهای واگرا (به خاطر تنوع توپوگرافی و تراکم قشر زمین که تفاوت‌هایی در نیروهای گرانشی ایجاد می‌کند) و کشیدگی، و مکش باشد. یک توضیح دیگر این است که نیروهای متفاوت ایجاد شده بوسیله چرخش کره زمین به دور خود و نیروهای جذرومدی خورشید و ماه باعث حرکت صفحات می‌شوند.

این که کدامیک از این عوامل نقش بیشتری دارند، هنوز روشن نیست.

آیا صفحات واقعاً شناورند؟

صفحاتی که ذکر شد لایه بالایی زمین که سنگ کره (لیتوسفر) نامیده می شوند را تشکیل می دهند. (لیتوسفر بخش سفت و سخت خارجی زمین و در واقع پوسته زمین است.) به طور مستقیم در زیر لایه لیتوسفر لایه استنوسفر قرار دارد. استنوسفر یک منطقه سیال(جاری و روان) ساخته شده از سنگ مذاب است.(استنوسفر در واقع گوشته بالایی است و در زیر پوسته واقع شده.) حرارت ثابت و تشعشع از مرکز زمین خارج می شود. این انرژی آن چیزی است که به طور دایم سنگ ها را گرم و آنها را ذوب می کند. نظریه صفحات تکتونیکی می گوید که صفحاتی که ذکر شد در بالای سنگ مذاب شناورند و به اطراف سیاره حرکت می کنند. آن را به مثابه یخ شناور در بالای نوشابه تان تصور کنید. زمانی که قاره ها و صفحات حرکت می کنند، رانش قاره ای نامیده می شود.

به سنگ مذاب داخل استنوسفر، نه به صورت سنگ بلکه به عنوان مایع فکر کنید. این مایع درست مثل هر مایع دیگری جاری می شود. هنگامی که صفحات شناور پراکنده می شوند، مرکز بازشدگی صفحات نامیده می شود. هنگامی که آنها در حال حرکت با هم هستند پهنه فرورانش نامیده می شود. هنگامی که آنها با هم نیرو وارد می کنند، منطقه همگرایی نامیده می شود. در یک منطقه همگرایی، یکی از صفحات معمولاً زیر دیگری حرکت می کند. هنگامی که صفحه به پایین و به داخل استنوسفر حرکت می کند شروع به ذوب شدن می کند. مکانی که صفحات به هم می رسند شکاف یا ترانشه دارد. برخی از عمیق ترین بخش های اقیانوس ها این ترانشه ها هستند.

شواهد علمی

چطور می توان ایده تکتونیک صفحه ای را اثبات کرد؟ دانشمندان به سراسر زمین سفر کرده اند و شواهدی پیدا کرده اند که از ایده تکتونیک صفحه ای پشتیبانی می کند. اولین شاهد آن چیزی است که در قاره ها دیده می شود. آیا تا به حال توجه کرده اید که آفریقا و آمریکای جنوبی به حدی با هم جورند که به نظر می رسد می توانستند یکی باشند؟ دانشمندان نقشه ای را بریده اند و قاره ها را نزدیک هم حرکت داده اند و به یک توده خشکی عظیم به نام پانگه آ (یک ابرقاره) رسیده اند.

دانشمندان همچنین فسیل ها(استخوان های جانوران و یا گیاهانی که مدت زیادی از مرگشان گذشته) را در قاره های مختلف بررسی کرده اند. آنها دریافتند که فسیل های روی استرالیا شبیه به فسیل های جنوب آسیا هستند. دانشمندان فکر می کنند که گیاهان یکسانی روی این قاره ها زندگی می کردند اما زمانی که قاره ها از یکدیگر جدا شدند گیاهان جدید تکامل یافتند. همچنین هنگامی که دانشمندان حفاری می کنند به نوع سنگ ها هم نگاه می کنند. در ساحل غربی آفریقا سنگ هایی بسیار مشابه با سنگ های ساحل شرقی جنوب آمریکا وجود دارد. این بیش از تصادف به نظر می رسد.