Mundo de las Mil Placas: Formación

Como geólogo, encontré esta pregunta interesante, así que comencé a teorizar sobre ella.

La tectónica de placas es un sistema complejo con múltiples variables que afectan el sistema, pero para tener muchas placas, esencialmente se necesita una corteza más débil que la terrestre. Esto es para que las placas se rompan antes y en más segmentos.

El artículo vinculado describe un ejercicio de modelado 3D sobre este tema.

Para tener una corteza más débil, considere algo como esto:

- Composición diferente

La composición de su planeta es diferente a la de la Tierra, lo que significa diferentes tipos de rocas dominantes en la corteza oceánica/continental, lo que la debilita.

- Convección más rápida*

La convección del manto en vuestro planeta es más rápida; La corteza oceánica tiene menos tiempo para enfriarse, manteniéndola más delgada y débil.

Esto podría deberse a que se genera más calor interno a partir de, por ejemplo, fuerzas de marea de varias lunas, o una luna grande a corta distancia. O muchos elementos radiactivos en el manto de tu planeta.

Una convección más rápida también permitiría algunos escenarios interesantes de química del agua; En general, se supone que los depósitos de carbonato ubicuos de la era del Cretácico tardío se deben en parte a que más calcio ingresa a los océanos desde las dorsales oceánicas muy activas (en comparación con la actualidad).

*Tenga en cuenta que la influencia relativa (y la naturaleza) de la convección del manto frente a otros mecanismos que impulsan la tectónica de placas aún está en debate, pero se considera un punto de partida.

Hagamos una aproximación de orden 0: el tamaño de una placa tectónica depende del tamaño de la celda convectiva subyacente ( fuente de la imagen ).

Si observamos la distribución de velocidades de flujo a través de la celda, vemos que la velocidad es mayor en los bordes y prácticamente nula en el centro. Esto se debe al esfuerzo cortante entre el flujo ascendente y descendente.

Uno puede imaginar fácilmente que si la celda es demasiado compacta, el movimiento de convección se verá obstaculizado por la fricción y, por lo tanto, no sucederá.

Para entender cuál de los dos fenómenos prevalece, uno puede referirse a la relación entre el número de Reynolds

El número de Reynolds es la relación entre las fuerzas de inercia y las fuerzas viscosas dentro de un fluido que está sujeto a un movimiento interno relativo debido a las diferentes velocidades del fluido, lo que se conoce como capa límite.$Re =$$\rho \cdot u \cdot L \over \mu$

y número de Nusselt ,

El número de Nusselt (Nu) es la relación entre la transferencia de calor convectiva y conductiva a través de la capa límite.$Nu =$$h \cdot L \over K$

$Re\over Nu$$=$$\rho \cdot u \cdot K \over h \cdot \mu$.

Dónde:

• $\rho$es la densidad del fluido
• $u$es la velocidad del fluido
• $K$es la conductividad térmica del fluido
• $\mu$es la viscosidad dinámica del fluido
• $h$es el coeficiente de transferencia de calor por convección del flujo

Si la relación es mayor que 1, significa que las fuerzas viscosas no son lo suficientemente fuertes para detener el flujo, mientras que en el otro caso, cuando la relación es menor que 1, significa que las fuerzas viscosas detienen el flujo y la transferencia de calor ocurre principalmente. por conducción

Para tener celdas convectivas hay que estar en el primer caso, por lo que, una vez elegido el material, esto prácticamente pone un límite a lo pequeña que puede ser la celda.

Los parámetros que afectan a los fenómenos se enumeran arriba y, de nuevo, todos dependen del material. Por lo tanto, es posible que, con los materiales correctos, las células convectivas puedan ser lo suficientemente pequeñas como para contarse en el orden de miles.

Sin embargo, dado que usted especifica que

El planeta es similar a la Tierra en términos de tamaño y masa.

Me temo que no hay perillas para girar, y para un planeta así, el tamaño de las placas seguramente será similar al que tenemos en la Tierra, donde una de las más pequeñas es la placa de Juan de Fuca.

Una de las placas tectónicas más pequeñas de la Tierra, la placa de Juan de Fuca es una parte remanente de la otrora vasta placa de Farallón, que ahora está en gran parte subducida debajo de la placa de América del Norte. Superficie aproximada 250.000$km^2$