במשך מאות שנים, גיאולוגים חקרו את המאפיינים הנצפים של רעידות אדמה, של היווצרות הרים ושל התפרצויות געשיות, בלי להבין את הגיאופיזיקה הבסיסית שיוצרת אותם. רק במאה האחרונה הושגה התקדמות, הודות לתצפית פשוטה אחת במפה. אם תסתכלו על מפת כדור הארץ בעיון אתם עשויים להבחין כי היבשות נראות כחתיכות הפאזל, שניתן להתאים אותן. סר פרנסיס בייקון ציין זאת לראשונה במאה ה-17, אך רק בתחילת המאה ה-20 הבין הגיאופיזיקאי הגרמני אלפרד וגנר את ההשלכות של תצפית זו. הוא ציין כי קווי החוף של יבשות מסוימות, כגון דרום אמריקה ואפריקה, יכולים להתאים זה לזה, ולמעשה ישנה גם התאמה בין גיאולוגיה לביולוגיה משני צדי האוקיאנוס. וגנר הציע באומץ ששתי יבשות אלה היו יבשה אחת בעבר, והן התפצלו ונסחפו זו מזו בעבר הרחוק. הוא כינה תופעה זו נדידת יבשות.
באדיבות ויקיפדיה
מדענים מעטים קיבלו את הרעיון, המטורף לכאורה, שגושים בגודל של יבשה יכולים לנוע על פני כדור הארץ. ראיות נוספות התומכות ברעיון של נדידת יבשות הן התאמה בין תצורות סלע ייחודיות ומאובנים משני צדי האוקיינוס האטלנטי. אבל וגנר לא יכול היה להציע שום מנגנון סביר המסביר את תהליך הנדידה של היבשות. לבסוף, בשנות ה-60, מדענים השתמשו בטכניקות חדשות כדי לחקור את קרקעית הים. ראשית, בעזרת סונאר, טכנולוגיה צבאית במקורה לגילוי גופים בים, הם מיפו את קרקעית האוקיינוס. קרקעית האוקיינוס אינה עשויה מישורים אחידים, אלא קיימים בה הרים וקניונים מרשימים כמו אלה שביבשה. כאשר מדענים השתמשו ברדיואקטיביות כדי למדוד את גיל ההרים התת-ימיים החוצים את האוקיאנוס האטלנטי, הם מצאו שאלו הרים צעירים יחסית. לבסוף, הם השתמשו בשדה המגנטי שנשמר בסלעים של קרקעית הים, כדי להראות שקרקעית האוקיינוס האטלנטי התפשטה באיטיות לאורך זמן. כל העדויות הללו תמכו בהשערתו של וגנר.
באדיבות Teach Astronomy
התיאוריה כי פני השטח של כדור הארץ מעוצבים בעיקר על ידי תנועת הלוחות, הנגררים על ידי זרמים באסתנוספירה הפלסטית, נקראת התיאוריה של טקטוניקת הלוחות. תיאוריה זו מקובלת כיום על כל הגיאולוגים. קבלתה הייתה המהפכה הגדולה במדע הגיאולוגי במאה ה-20.
הגושים הגדולים של הליתוספירה הנעים זה ביחס לזה נקראים לוחות, והם כוללים גם גושים יבשתיים וגם אזורים גדולים של קרקעית הים. במקום שבו שני לוחות מתרחקים, בזלת טרייה עולה מהמעטפת ויוצרת קרום סלעי חדש הממלא את הפער. מקום כזה נקרא מרכז התפשטות, ודוגמה ידועה לו היא רכס אמצע האוקיינוס האטלנטי: תפר הנמצא ברובו מתחת למים, שבו נפלטת לבה צעירה. איסלנד, אי געשי מאוד, היא קטע חשוף של רכס אמצע האוקיינוס האטלנטי, שבו הרי הגעש מתנשאים מעל פני הים.
באדיבות NASA.
באדיבות ויקיפדיה
ההתנגשות של שני לוחות יבשתיים יכולה לדחוס את הליתוספירה לרוחב ולקמט אותה, וכך נוצרים רכסי הרים. לדוגמה, הרי ההימלאיה הם הרים צעירים שנוצרו במקום שבו הלוח ההודי נדחף לתוך הלוח האירו-אסייתי. במקומות שבהם לוח יבשתי מתנגש בלוח אוקייני, רצפת האוקיינוס הבזלתית הצפופה יותר נאלצת לנוע מתחת ליבשה הגרניטית הצפופה פחות. תהליך זה נקרא הפחתה, וביטויו על פני השטח הוא חריץ עמוק, שבו הלוח האוקייני נדחק כלפי מטה. בסופו של דבר, הלוח האוקייני נדחף לעומק כזה שהוא נמס. מחזור זה, שבו סלע חדש נוצר ברכסים שבאמצע האוקיינוסים ונהרס באזורי ההפחתה, מבטיח שקרקעית האוקיינוס צעירה בהרבה מהיבשות, שלעולם אינן שוקעות באזורי הפחתה.
באדיבות Teach Astronomy
הלוחות יכולים גם להחליק זה לצד זה, בגבולות טרנספורמיים. העתק סן אנדראס בקליפורניה הוא העתק טרנספורמי, ומקור לרעידות אדמה רבות. למעשה, מפה עולמית של פעילות סייסמית חושפת את קווי המתאר של כל הלוחות הטקטוניים בכדור הארץ. הסיבה לכך היא שרעידות אדמה מרוכזות לאורך הגבולות שבין הלוחות, שם נוצרים לחצים ומתחים גבוהים כאשר לוח אחד נע כנגד השני. רעידת אדמה היא שחרור פתאומי של המתח הזה. כמו כן, הפעילות הוולקנית מרוכזת לאורך הרכסים שבאמצע האוקיינוסים ובאזורי ההפחתה, שם לחומר מותך מהמעטפת יש דרך אל פני השטח. למרבה הצער, למעלה מחצי מיליארד בני אדם חיים על "טבעת האש", המסמנת את גבולות הלוחות סביב שפת האוקיינוס השקט.
תנועת הלוחות עשויה להיות בלתי נתפסת, אבל היא אמתית. טכניקות של אסטרונומיית רדיו סייעו במדידה ישירה של תנועת היבשות מהחלל. אירופה וצפון אמריקה מתרחקות זו מזו, בקצב של כ-2.5 ס"מ בשנה, בערך באותה מהירות שבה צומחות ציפורניים. לוח נסקה, שמול חופי פרו, דוהר בקצב של 16 ס"מ בשנה, בקצב שבו השיער גדל. לפני כ-150 עד 200 מיליון שנים, אירופה וצפון אמריקה היו נעולות בחיבוק גיאולוגי. למעשה, כל היבשות היו מחוברות ביבשה קדמונית אחת בשם פנגיאה.
כדור הארץ הוא הגוף הפלנטרי היחיד במערכת השמש שבו מתקיימת תנועה רחבת היקף כזו של לוחות הליתוספירה, אם כי בירח אירופה קיימת צורה של טקטוניקת קרח. אחת התוצאות של טקטוניקת הלוחות בכדור הארץ היא התפלגות דו-שיאית של הגבהים: במילים אחרות, היבשות גבוהות בבירור מקרקעית האוקיינוסים. אף שאין בידינו תיעוד מאובנים או נתונים סייסמיים מפורטים מפלנטות אחרות, אנו יכולים לבחון את פני השטח שלהן ולחפש עדות להפרדה כזו. אין עדות כזו. הסיבות לטקטוניקה הייחודית של כדור הארץ אינן מובנות במלואן, אך ייתכן שלפלנטות אחרות, כמו מאדים, יש ליתוספירה עבה מכדי להישבר ללוחות. לפלנטות אחרות חסרים גם מים נוזליים, הדרושים כדי להוריד את נקודת ההתכה של סלעי המעטפת ולשמש כחומר סיכה לתנועה.
סיפורה של טקטוניקת הלוחות מלמד אותנו משהו על דרך פעולתו של המדע. ברמה האישית, הסיפור לא היה שמח עבור אלפרד וגנר. היו בידיו רק ראיות חלקיות לתמיכה בהשערה הרדיקלית שלו, וחלק מרעיונותיו היו שגויים. הוא גם לא ידע איזה כוח מניע את היבשות. חלק מעמיתיו לעגו לו, והוא מת צעיר, בלי לראות את השערתו מתקבלת. הדבר מזכיר את סיפורו של אריסטרכוס, שהחזיק ברעיון הנכון של יקום הליוצנטרי, אך היו בידיו ראיות מעטות מאוד לתמיכה בו. בטווח הארוך, מדענים כן מקבלים רעיונות חדשים, ותיאוריות שנחשבו פעם רדיקליות הופכות לחוכמה המקובלת. הראיות לטקטוניקת הלוחות נעשו לבסוף כה מכריעות, שהגיאולוגים אימצו את הרעיון של כדור ארץ פעיל.
→ הסעיף הקודם: 5.11 כדור הארץ המשתנה | הסעיף הבא: 5.13 הרי געש ←