Geologia, WYKŁAD 3, 10.03.2011r.

Płyty litosfery

Tektonika płyt

- płyty się rozjeżdżają – konwergencja

- płyty nachodzą się na siebie – subdukcja

Otwarcie oceanu

Ocean się otwiera. W obrębie skorupy kontynentalnej powstaje układ sił, że mamy siły skierowane w stronę przeciwną.

Etap 1. Skorupa kontynentalna zaczyna się ciągnąc, jak guma od majtek. Skorupa ulega cienieniu. Od dołu zaczyna wchodzić nam gorąca materia, który w wyniku tego podnoszenia zaczyna się topić, ale nie jest to podobne do topniejącego lodu, proces ten jest inny. Wówczas płyta zaczyna pękać.

„Litosfera jest to ta część masy skalnej Ziemi, która ochłodziła się na tyle, że zachowuje się jak ciało sztywne, czyli pod działaniem zewnętrznej siły ulega deformacji: pęka (tworząc uskok). Ciepło dobywające się z głębin Ziemi przemieszcza się przez litosferę na drodze przewodzenia. Astenosfera to region, który ze względu na wyższą temperaturę i ciśnienie zachowuje się jak ciało plastyczne i może bardzo powoli płynąć (w skali cm/rok). Ciepło przenoszone jest tu, podobnie jak prawdopodobnie w całym płaszczu, na drodze”

Etap 2. Skorupa rozsuwa się na boki. Wypływająca lawa zaczyna tworzyć skorupę oceaniczną, ale zanim to nastąpi w obniżeniu zaczynają gromadzic się osady.

Etap 3. Na skutek rozchodzenia się skorupy kontynentalnej powstają oceany, ponieważ skorupa się otwiera;/ kij wie o co chodzi

Przy pomocy pomiaru pola magnetycznego, za pomocą magnetometrów zauważono, że ocean wygląda jak zebra, składa się z nagrasowanych pasów, przeciwnie polem odwróconym na północ-południe. Tam gdzie wychodzi magma do góry i tworzy się grzbiet oceaniczny występuje namagnesowanie magmy, podczas jej zastygania. Za pomocą magnetometru można zobaczyć w którym kierunku wypływała magma.

Strefa ryftu

Grzbiet wystaje poza pow. ziemi i jest to Islandia, na granicy odsuwania się płyt euroazjatyckiej i północnoamerykańskiej. Dokładnie w tej strefie ryftu są aktywnie wulkany Islandii.

Drugi przypadek w Afryce, gdzie ryft biegnie przez prawie środek płyty afrykańskiej, gdzie zaczyna się ona prawie inicjalnie dzielic. Na dalszy ten proces będą miały wpływ płyty, który otaczają płytę afrykańską. Raczej nie będzie miało to miejsca, ponieważ płyty sąsiadujące specjalnie to się nie ruszają. W tym miejscu występują jeziora.. bardzo słone. Jeżeli taki ryft otworzy się i dalej nie będzie się otwierał to nosi to nazwę aborty (?) – porzucony ryft.

„Jest to strefa, w której dochodzi do pęknięcia skorupy ziemskiej, a następnie jej rozsunięcia. Do powstałej szczeliny (ryftu) od dołu przebija się magma, która zastyga tworząc nową skorupę ziemską. Strefy ryftowe występują głównie na obszarach oceanicznych, ale istnieją także ryftu kontynentalne (to one przyczyniły sie do rozpadu kontynentów w przeszłości). Przykładem współczesnych, aktywnych ryftów kontynentalnych jest system Wielkich Rowów Afrykańskich ciągnący się od rejonu Kanału Mozambickiego po wybrzeże M. Czerwonego. Samo M. Czerwone wypełnia także dolinę ryftową, na tyle obniżoną, że wkroczyło w nią morze. Dolina ta ciągnie się na północ aż do M. Martwego (najgłębszej depresji na Ziemi). Jeżeli proces ten będzie trwał dalej, to w przyszłości wschodnia Afryka stanie się oddzielnym lądem, a M. Czerwone będzie znacznie szersze i połączy się z M. Martwym.

Hipotezy różnie tłumaczą powstawanie ryftu:

Subdukcja zachodząca na końcach płyty doprowadza do zmniejszenie grubości i rozciągnięcia litosfery, a powstające naprężenia doprowadzają do pęknięcia płyty i powstania serii uskoków, do których napływa magma

Magma wznosząca się w komórce konwekcyjnej w astenosferze doprowadza do podgrzania skorupy i wypycha ją do góry. Osłabia to skorupę i doprowadza do powstania systemów uskoków i zapadnięcia się fragmentów skorupy. Trwający ruch magmy w komórkach konwekcyjnych sprawia, że płyty litosfery odsuwają się od siebie, następuje cienienie skorupy i wzrasta głębokość rowu. Magma stopniowo napływa w szczeliny i poszerza ryft.

Skorupa oceaniczna powstająca w dolinach ryftowych jest najprawdopodobniej zbudowana z kilku warstw: na powierzchni znajduje się warstwa skał osadowych (nie musi ona wszędzie występować, zwłaszcza w pobliżu ryftu), pod nią znajduje się warstwa zbudowana z law poduszkowych składających się ze szklistego bazaltu (powstaje w wyniku gwałtownego ochładzania lawy wypływającej na dnie oceanu).Kolejną warstwą jest warstwa pionowych dajek bazaltowych, a spodnią warstwę tworzy zespół gabr, zastygających z magmy znacznie wolniej.”

Kolizje – strefa subdukcji

1. Kontynent z kontynentem

„Polega na kolizji dwóch płyt o krawędziach kontynentalnych. Dochodzi do niego w przypadku, gdy w wyniku przeciwstawnego ruchu płyt zanika akwen oceaniczny, a krawędzie skorupy kontynentalnej zbliżają sie do siebie. W wyniku tego ruchu dochodzi do zdzierania i fałdowania osadów złożonych na dnie zanikającego akwenu wodnego (geosynkliny) - powstaje górotwór. Jest on początkowo przykryty wodami morskimi, ale po wynurzeniu rozpoczyna się jego intensywna erozja - powstaje zwietrzelina zasypująca pozostałą cześć morza. Zwietrzelina opadając na dno zbiornika ulega frakcjonowaniu (najpierw opadają na dno osady największe, a potem coraz drobniejsze) - tworzy się flisz (zespół terygenicznych skał osadowych cechujący się wielokrotną cyklicznością. Klasyczny cykl rozpoczyna zlepieniec, powyżej leży piaskowiec, następnie mułowiec, a najwyżej w profilu iłowiec. Flisz powstaje na skutek schodzenia po skłonie kontynentalnym podwodnych prądów zawiesinowych i osuwisk i segregowania grawitacyjnego ziaren w czasie tego transportu). Dalszy przeciwstawny ruch płyt i zanik zbiornika powoduje sfałdowanie osadów fliszowych - powstają płaszczowiny budujące góry fałdowe. Powstałe w ten sposób góry stanowią "szew" łączący dwie płyty o krawędziach kontynentalnych, a oddzielająca je w przeszłości skorupa oceaniczna ulęgła całkowitej subdukcji.”

1. Kontynent z oceanem

„Jeżeli dochodzi do subdukcji pierwszego typu, tzn. płyta oceaniczna podsuwa się pod płytę kontynentalną i powoli pogrąża sie w astenosferze (ułatwia to podobne gęstość materii budującej skorupę oceaniczną i astenosferę). Część skał osadowych położonych na skorupie oceanicznej jest fałdowana (powstaje pryzma akrecyjna, czyli zdarte i sfałdowane przez płytę górną (w tym wypadku płytę kontynentalną) osady układające się na czole płyty górnej), a część zagłębia się wraz z płytą oceaniczną. Jednocześnie skorupa oceaniczna ugina się tworząc rów oceaniczny (rowy te mogą być czasami całkowicie wypełnione osadami np.: pryzmy akrecyjnej). Pogrążająca się w płaszczu płyta stopniowo sie ogrzewa, aż w końcu częściowo się topi (sprzyja temu duża ilość wody, która trafia do astenosfery z osadami oceanicznymi). Powstała w ten sposób magma ma stosunkowo małą gęstość i przemieszcza się ku powierzchni płyty kontynentalnej korzystając przy tym z licznych uskoków powstających podczas trzęsień ziemi (jest to obszar bardzo aktywny sejsmicznie - wzdłuż linii ścierających się płyt występuje strefa coraz głębszych trzęsień ziemi tzn. strefa Benioffa). Prowadzi to do utworzenia się łańcuchów wulkanicznych na wybrzeżu płyty kontynentalnej (przykładem są Andy na zachodnim wybrzeżu Ameryki Południowej). Wulkanizm tam występujący ma charakter dość gwałtowny. Podczas erupcji powstają duże ilości gazów i popiołów.”

Obserwujemy to w przypadku Ameryki Południowej, gdzie mamy Andy i płytę Coicos.

1. Ocean z oceanem

Jedna część skorupy pęka i spada pod drugą. Subdukcja płyty oceanicznej pod oceaniczną. Pojawiają się wyspy wulkaniczne. Najlepszym przykładem jest Japonia.

„Subdukcja drugiego typu to podsuwanie się płyty oceanicznej pod drugą płytę oceaniczną, podobnie jak w pierwszym przypadku w miejscu subdukcji płyta wciągana do płaszcza ugina się - powstaje rów oceaniczny, a na brzegu płyty górnej tworzy się szereg podwodnych wulkanów. Wulkany te po osiągnięciu odpowiedniej wysokości wynurzają się ponad poziom wody w oceanie tworząc łańcuch wysp w charakterystycznym kształcie łuku (wyspy te powstają nad miejscem, w którym zanurzająca się płyta osiąga głębokość 100-120 km - w temperaturze tam panującej materia płyty ulega przetopieniu, a powstała magma przemieszcza się ku powierzchni ziemi). Łuk wysp wulkanicznych oddziela od oceanu morze marginalne. Zdarza się czasami, że mniej więcej równolegle do łuku wulkanicznego powstaje drugi łuk zewnętrzny zbudowany z osadów zdartych z zanurzającej się płyty oceanicznej (Pryzmy akrecyjnej). Oczywiście zjawisku subdukcji towarzyszy bardzo aktywna strefa sejsmiczna związana z ogniskami wstrząsów ciągnącymi się wzdłuż linii ścierania się obu płyt oceanicznych (strefa Benioffa).”