Jedynie najbardziej zewnętrzna powłoka Ziemi jest dostępna naszym bezpośrednim badaniom. Głębokie doliny rzeczne, kaniony, kopalnie, sięgają głębokości zaledwie kilku kilometrów, a najgłębsze odwierty badawcze ok. 10 km. Jest to niewielki ułamek promienia Ziemi, który wynosi 6371 km. Pewne informacje możemy uzyskać na podstawie skał, które będąc w przeszłości na znacznych głębokościach zostały wyniesione w wyniku różnych procesów na powierzchnię. Stawiamy więc pytanie:
JAK ZBUDOWANA JEST ZIEMIA? Ziemia, która powstała około 4,6 mld lat temu z kondensacji pyłów i gazów kosmicznych składa się w ponad 95% z żelaza (Fe), tlenu (O), krzemu (Si), magnezu (Mg), niklu (Ni) i siarki (S), a reszta przypada na pozostałe pierwiastki. Centralne miejsce we wnętrzu Ziemi zajmuje żelazowo-niklowe jądro, otoczone kamiennym płaszczem zbudowanym głównie z krzemianów, oraz skorupą ziemską. Granica pomiędzy płaszczem i jądrem znajduje się na głębokości 2900 km. Sztywna i chłodna litosfera, ma grubość 50-80 km pod oceanami i 150-250 km pod kontynentami, a jej najbardziej zewnętrzną część stanowi skorupa ziemska o grubości 10-80 km. Prądy elektryczne w ciekłym jądrze zewnętrznym, podtrzymywane dzięki procesom konwekcyjnym w jądrze, są źródłem pola magnetycznego Ziemi.
Marek Grad
Uniwersytet Warszawski
CZY KONTYNENTY PORUSZAJĄ SIĘ? Kontynentalne płyty litosferyczne sprawiają wrażenie czegoś bardzo stabilnego, stałego, niezmiennego w skali długości życia człowieka. Tymczasem przemieszczenia wzdłuż uskoków podczas silnych trzęsień ziemi - wskazują na istnienie współczesnych ruchów poziomych i pionowych. Po stopieniu ponad kilometrowej grubości pokrywy lodowej ok. 10 tysięcy lat temu wypiętrzenie Skandynawii obserwowane jest do dnia dzisiejszego; w Zatoce Botnickiej wynosi ono 1 cm na rok. Na przestrzeni ostnich setek milionów lat przemieszczenia kontynentów na odległości rzędu setek czy tysięcy kilometrów możemy stwierdzić na podstawie obserwacji geologicznych (np. porównanie budowy geologicznej kontynentów, skamieniałości), czy geofizycznych (np. liniowe anomalie magnetyczne skorupy oceanicznej, badania paleomagnetyczne). Charakterystyczna prędkość przemieszczania się płyt litosferycznych nie jest duża z punktu widzenia człowieka - wynosi zaledwie kilka centymetrów na rok. Na postawione pytanie odpowiadamy pozytywnie - tak, kontynenty poruszają się.
Aleksander Guterch
Instytut Geofizyki PAN
DLACZEGO KONTYNENTY PORUSZAJĄ SIĘ? Im głębiej, tym większe ciśnienie panuje we wnętrzu globu, a temperatura w środku Ziemi jest oceniana na ok. 5000 °C - tyle ile na powierzchni Słońca. Warunki te wymuszają przemiany fazowe minerałów płaszcza, tak by atomy w ich strukturze były coraz ciaśniej upakowane. Przeobrażenia te wywołują powolne konwekcyjne przemieszczenie się materii płaszcza. Cieplejsza, lżejsza materia jest wynoszona ku górze w prądach wstępujących, a ochłodzona, cięższa materia opada w prądach zstępujących. Mechanizm ten wprowadza w ciągły ruch sztywne płyty litosferyczne powodując ich przemieszczanie, czyli dryf kontynentów. Ruchy konwekcyjne w płaszczu prowadzą do powstawania nowej bazaltowej skorupy w grzbietach oceanicznych i kontynentalnych strafach ryftowych, oraz destrukcję skorupy/litosfery w strefach subdukcji. "Zderzenia" płyt litosferycznych i ich wzajemne nasuwanie generują w litosferze naprężenia, które prowadzą do tektonicznych deformacji w strefach kolizji. Spektakularne przejawy tych deformacji to potężne wypiętrzenia pasm górskich, takich jak Himalaje, Andy i Alpy.
Andrzej Żelaźniewicz
Instytut Nauk Geologicznych PAN
JAK BĘDZIE WYGLĄDAŁA ZIEMIA ZA 50 MILIONÓW LAT? Na podstawie danych geologicznych i geofizycznych możemy zrekonstruować położenie kontynentów w przeszłości (patrz rysunki poniżej ilustrujące położenie kontynentów od rozpadu superkontynentu Pangei). Około 250 mln lat temu wszystkie kontynenty były połączone, i z Warszawy do Teksasu można było przejść na piechotę, "suchą nogą". Mając wiedzę o współcześnie zachodzących procesach, możemy antycypować, jak będzie wyglądała powierzchnia Ziemi za 50 mln lat. W wyniku kolizji Europy z Afryką zniknie Morze Sródziemnomorskie, Antarktyda wyraźnie przesunie się na północ, a Atlantyk osiągnie rozmiary Oceanu Spokojnego. Odległość między Europą i Ameryką Północną wzrośnie niemal dwukrotnie - mogą więc znacznie zdrożeć bilety lotnicze do Stanów.
PLANETA ZIEMIA - MIEJSCE ZAMIESZKANIA CZŁOWIEKA. Skorupa ziemska, tworzona przez złożoną strukturę skał osadowych, metamorficznych i magmowych, stale ewoluuje i przekształca się, a jej przyrost zapewnia materia zarówno pochodzenia płaszczowego jak i biogenicznego. To dzięki tej różnorodności możliwe jest życie człowieka na powierzchni Ziemi.
|