Ruchy litosfery i teoria tektoniki płyt

Litosfera, Tektonika, Skorupa ziemska, Kontynenty, Orogeneza, Rowy oceaniczne,

Litosfera podzielona jest na płyty tektoniczne (inaczej płyty litosferyczne), które różnią się od siebie wielkością. Główne płyty litosfery to: płyta eur(o)azjatycka, amerykańska (dzieli się ją na północnoamerykańską oraz południowoamerykańską), płyta indoaustralijska (często wymieniane są osobno: płyta australijska i płyta indyjska), płyta pacyficzna, płyta afrykańska, płyta antarktyczna.

I mniejsze: płyta filipińska, płyta irańska, płyta arabska, płyta karaibska, płyta kokosowa, płyta Nazca, płyta Scotia i płyta birmańska.

Rysunek 1. Płyty tektoniczne. Źródło: www.wiking.edu.pl

Do lat sześćdziesiątych ubiegłego wieku funkcjonowała teoria dryfowania kontynentów, ale została ona zastąpiona przez teorię tektoniki płyt litosfery. Tłumaczy ona przede wszystkim współczesne położenie kontynentów, powstawanie gór czy oceanów. Teoria ta zakłada istnienie płyt litosfery, które jako sztywne jednostki poruszają się dzięki prądom konwekcyjnym. Mianem prądów konwekcyjnych określa się ruchy materii (w płaszczu Ziemi) o ciekłym lub gazowym stanie skupienia. Wraz z przesuwaniem się górnego płaszcza Ziemi, przesuwana jest też skorupa ziemska. Prądy konwekcyjne istnieją dzięki wysokiej temperaturze wnętrza Ziemi, która podgrzewa warstwy wyższe. Podgrzewana materia jest wypychana ku górze, gdzie ulega schłodzeniu, przesuwa się najpierw poziomo (ruch litosfery), powoduje pękanie litosfery, a później wraca w głębię Ziemi (rys.1). Cały proces zachodzi w części Ziemi, zwanej astenosferą.

Rysunek 2. Budowa wnętrza Ziemi.

Źródło: http://www.veronique.friko.pl/litosfera/obrazy/budowa.jpg

W wyniku ruchu płyt litosfery skorupa ziemska ulęga spękaniu, a płyty z czasem ulegają rozdzieleniu i oddaleniu. Można powiedzieć, że magma służy w pewnym stopniu jest niczym łata, bowiem zastyga w miejscach spękań i staje się stałą częścią skorupy ziemskiej, ale tworzy nową skałę. Owe spękania (rowy) nazywa się ryftami, miejsca ich powstawania - strefami ryftowymi, a proces wydostawania i zastygania magmy w ryftach - spredingiem. Prędkość ruchu płyt litosfery wynosi kilka centymetrów rocznie.

Spojrzyj na rysunek 1 powyżej. Bez problemu można na nim dostrzec, iż niektóre płyty są związane tylko z oceanem (płyty oceaniczne), niektóre tylko z lądem (płyty kontynentalne), a niektóre i z lądem, i z oceanem (płyty mieszane). Płyty kontynentalne dzielą się mniejsze jednostki zwane platformami. Platformy zbudowane są z krystalicznego podłoża, na którym znajdują się warstwy skał pochodzących z akumulacji (czyli skał osadowych).

Płyty oceaniczne są cieńsze od kontynentalnych, co w przypadku zetknięcia się (kolizji) tych dwóch płyt powoduje wciąganie płyty oceanicznej pod kontynentalną (a więc również obniżenie dna oceanu). Zjawisko to nosi nazwę subdukcji, a miejsce, w którym do niego dochodzi - strefą subdukcji. W strefie subdukcji powstają rowy oceaniczne wypełniające się z czasem osadami. Zderzenie się płyty kontynentalnej z oceaniczną jest przyczyną wypiętrzania tychże osadów, co skutkuje powstawaniem łańcuchów górskich lub wysp. Przy całym procesie subdukcji obserwuje się czynny wulkanizm oraz zjawiska sejsmiczne. Subdukcję obserwuje się np. przy granicach płyty filipińskiej, czy na wschodniej granicy płyty południowoamerykańskiej. Tak powstały Andy czy Kordyliery.

Również dwie płyty kontynentalne mogą się zderzyć. Kiedy nachodzą na siebie, obserwuje się silne wypiętrzanie i fałdowanie. Nie dziwi chyba fakt, że występujące wówczas trzęsienia ziemi są bardzo silne. Dodatkowo wraz z płytami mogą przemieszczać się tzw. terrany, czyli bloki skalne, które zostały wyrwane ze skorupy ziemskiej. Himalaje, Karpaty czy Alpy powstały właśnie poprzez zetknięcie się dwóch płyt kontynentalnych. Obserwacje i pomiary satelitarne wskazują, że Himalaje, Karpaty czy Alpy ulegają dalszemu wypiętrzaniu.

Pasma górskie powstałe w wyniku zetknięcia się dwóch płyt tektonicznych z chwilą ustania ruchów górotwórczych stanowią tzw. szwy tektoniczne, czyli miejsce zespolenia dwóch płyt.

Płyty kontynentalne mogą się poruszać w przeciwnych kierunkach i wówczas może dojść do ich "ocierania się" o siebie. Skutkuje to trzęsieniami ziemi.

Ćwiczenie:

W związku z powyższym - czy ruch płyt litosfery nadal trwa? Uzasadnij odpowiedź.

Powstawanie gór związane jest z pionowymi ruchami skorupy ziemskiej. Źródła tych ruchów należy szukać w dążeniu do izostazji (teoretyczna równowaga powstająca podczas zagłębiania się skorupy ziemskiej w astenosferze). Izostazja powoduje, że grubość skorupy ziemskiej jest różna na określonych obszarach (w górach jest najgrubsza, na dnie oceanów - najcieńsza).

Izostazja wcale nie musi być stanem stałym i niezmiennym, bowiem możliwe jest dalsze wypiętrzanie gór, co w efekcie daje ruchy epejrogeniczne (lądotwórcze) i cofanie się brzegu morza (regresja morza). Płyty litosfery mogą się również obniżać, a to zaś prowadzi do ruchów talasogenicznych, czyli oceanotwórczych i wówczas morze wdziera się na ląd (transgresja morza). Przykładem obniżania lądu może być zachodnia Polska, gdzie nieobce są skały osadowe pochodzenia morskiego.

Orogeneza - ogół procesów prowadzących do powstania gór.

Zastanówmy się teraz, jak kontynenty zmieniały swoją powierzchnię.

Rysunek 3. Rozmieszczenie lądów i oceanów w przeszłości i obecnie. Źródło: www.noc.soton.ac.uk

Opisz krótko zasady hipotezy wędrówki kontynentów. Zapamiętaj, że teorie na ten temat zaczęły powstawać już wtedy, gdy człowiek odkrył podobieństwo linii brzegowych odległych od siebie lądów oraz istnienie tych samych skal na odległych od siebie lądach.

Wspomniane wcześniej rowy oceaniczne (będące strefami subdukcji) stanowią najgłębsze miejsca na Ziemi, wszystkie o głębokości ponad 6000 m, przy czym największą głębokość mają:

• Rów Mariański (ok. 11 000 m głębokości)

• Rów Tonga (nieco płytszy niż Mariański, ale również ok. 11 000 m głębokości)

• Rów Filipiński (ok. 10 850 m głębokości)

• Rów Bonin (ok. 10 500 m głębokości)

• Rów Atakamski (ok. 8 200 m głębokości)

Rowy oceaniczne w dużym stopniu wyznaczają przebieg stref sejsmicznych.

Grzbiety (śród)oceaniczne są czymś przeciwnym rowom oceanicznym. Rowy oceaniczne powstają tam, gdzie płyta tektoniczna zanika (jest wciskana w głąb Ziemi przez płytę grubszą), a grzbiety oceaniczne tam, gdzie płyta ulega rozrośnięciu. Grzbiety oceaniczne tworzą podwodne, rozległe łańcuchy górskie, dzielące basen oceaniczny na części. Grzbiety bardzo często tworzą archipelagi wysp.

 

Słownik:

• tektonika - jedna z nauk geologicznych traktująca o budowie skorupy ziemskiej, a także   o zachodzących w niej procesach.

• monoklina - rodzaj struktury tektonicznej, która zbudowana jest z warstw skalnych pochylonych w jednym kierunku, zazwyczaj pod jednym kątem;

• warstwa skalna - główna forma występowania skał osadowych; analiza sposobu ich ułożenia pomaga w odkrywaniu geologicznej przeszłości;

• fałdowanie - wyginanie się warstw skalnych, w wyniku czego powstaje płaszczowina;

• płaszczowina - mocno pofałdowana, rozległa, często spękana pokrywa skalna o wielkich rozmiarach; płaszczowiny ulegające wypiętrzeniu tworzą góry;

• lityfikacja - proces, którego skutkiem jest zamiana skały luźnej w skałę litą, zwięzłą.

 

Ćwiczenia:

1. Zastanów się, w których regionach świata obserwowane są trzęsienia ziemi i aktywność wulkanów. Czy ma to związek z płytami tektonicznymi? Uzasadnij odpowiedź popierając ją przykładami.

2. Czy Twoim zdaniem może dojść do powrotnego zetknięcia się lądów? Uzasadnij odpowiedź.