piątek, 20 stycznia 2017

Tektonika płyt litosfery

Jądro Ziemi jest bardzo gorące, do tego nie trzeba przekonywać chyba nikogo. Co się dzieje z tym ciepłem i energią zanim dotrą na powierzchnię? O tym właśnie mówi, między innymi, teoria tektoniki litosfery. Na początek wyjaśnię podstawowe zagadnienia, a później przybliżę jak naukowcy na to wpadli.

Konwekcja i subdukcja, czyli tektonika w pigułce

Ciepło unosi się ku górze - czy to ciepłe powietrze, czy gorąca magma. Zjawisko to nazywamy konwekcją. Im jest dalej od jądra planety tym bardziej się ochładza. W niektórych miejscach magma przerywa warstwę litosfery i wydostaje się na powierzchnię. Nagłe wychłodzenie powoduje zastygnięcie magmy. Jednak od dołu wciąż napływają kolejne porcje, więc młode skały są odsuwane na bok i tworzą nowe fragmentu dna oceanu lub rzeźby terenu.

W przyrodzie wszystko jest zbalansowane. Jeśli w jednym miejscu przybywa dna morskiego, gdzieś indziej powinno go ubywać. Dzieje się to w strefach subdukcji. Poszczególne płyty nachodzą na siebie, spychając sąsiednie w dół. Tam panują wyższe temperatury i skały znów roztapiane są do postaci magmy.
Tektonika płyt litosfery schemat Autor: Original: Jose F. Vigil. USGS, translated by Szczureq via Wikipedia
Tektonika płyt litosfery schemat
Autor: Original: Jose F. Vigil. USGS, translated by Szczureq
via Wikipedia




Głównymi założeniami teorii tektoniki płyt są:

  • litosfera składa się z płyt - Pacyficznej, Nazca, Północnoamerykańskiej, Południowoamerykańskiej, Euroazjatyckiej, Afrykańskiej, Indo-australijskiej, Antarktycznej, oraz kilku mniejszych np. arabskiej, indyjskiej, karaibskiej, filipińskiej, kokosowej
  • płyty litosfery to sztywne bloki przesuwające się po plastycznej astenosferze dzięki dryfowi kontynentów, dzielą się na oceaniczne i oceaniczno-kontynentalne
  • płyty litosfery są budowane w okolicach grzbietów śródoceanicznych i niszczone w strefach subdukcji
  • fragmenty kontynentalne płyt oceaniczno-kontynentalnych nie są niszczone, ponieważ są lżejsze
  • bloki kontynentalne mogą mieć krawędzie typu atlantyckiego, gdy są wewnątrz płyty (Antarktyka) lub typu andyjskiego, gdy są na styku z inną płytą (rejon Andów, Himalajów)
Płyty litosfery By Adi4000 (Own work) [Public domain], via Wikimedia Commons
Płyty litosfery
By Adi4000 (Own work) [Public domain], via Wikimedia Commons

Produkty uboczne tektoniki

Dzięki ciągłemu obiegowi magmy i skał, powstają nowe formy na powierzchni litosfery. Są one zbudowane z magmy bazaltowej, głównego budulca dna oceanicznego oraz dolnej części lądów, albo andezytowej, która jest podstawą skorupy kontynentalnej.

  • ryft, dolina ryftowa - osiowa szczelina w dnie morskim, gdzie wydobywa się magma bazaltowa
  • grzbiet śródoceaniczny - grzbiet otaczający z obu stron ryft. Są to skały, które są młode i nie opadły niżej, tak jak materiał równin abisalnych.
  • punkty gorąca - skupiska magmy występujące głębiej niż ogniska tworzące ryfty. Mogą tworzyć się w pobliżu dolin ryftowych (Islandia, Morze Czerwone) jak i z dala od nich (Hawaje). Nie zmieniają położenia, więc dno morskie przesuwając się nad nimi daje miejsce dla tworzenia nowych wysp.
  • tarczowe wulkany bazaltowe, tworzące archipelagi wysp (Hawaje)
  • łuki wyspow, morza marginalne i rowy oceaniczne - powstają w strefach subdukcji dwóch płyt oceanicznych
  • młode góry nadbrzeżne - podobnie jak łuki wyspowe powstają w strefach subdukcji, ale płyty oceanicznej z kontynentalną
  • trzęsienia ziemi, wybuchy wulkanów - litosfera to ogromna masa skał, więc przy jakichkolwiek zderzeniach czy tarciach między płytami dochodzi do wstrząsów i przerywania ciągłości skorupy ziemsiej
  • uskoki transformacyjne - powstają na styku dwóch płyt, które dryfują z różną prędkością np. uskok San Andreas w Kalifornii

Hipoteza rozrostu dna oceanicznego i płyty litosferyczne

To, że dno oceanów się rozrasta odkryto stosunkowo niedawno. W latach '50 zauważono, że w lądowych dolinach ryftowych (np. w Afryce) punkty oddalają się od siebie. Podobne badania prowadzili Marie Tharp i Bruce Heezen dla dolin oceanicznych. Stwierdzili, że skorupa ziemska ma takie rozdarcia, ponieważ wnętrze Ziemi się rozszerza. Była to nieco katastroficzna teoria. 

Do innych wniosków doszli Robert S. Dietz i Harry H. Hess na początku lat '60. Mierzyli temperaturę skał i ich wiek. W dolinach ryftowych były one najcieplejsze oraz najmłodsze, co potwierdzało, że tam właśnie rodzą się nowe skały z magmy. Innym wyznacznikiem rozrostu dna oceanicznego, którym zajęli się F. Vine i D. Matthews, było namagnesowanie skał równolegle do ryftu. W okresie pierwszym powstające skały były zgodnie z magnetyzmem planety. Po inwersji pola magnetycznego nowe skały zwracały się w stronę nowego bieguna. Tym samym dno oceanu pokryte jest pasami zgodnymi i niezgodnymi z obecnym magnetyzmem Ziemi.

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz