| Wegenerjevi argumenti: | – Razširjenost nekaterih paleozojsko-triasnih fosilov kopenskih in sladkovodnih vrst v J. Ameriki, Afriki, Indiji, Avstraliji in Antarktiki
– razširjenost sledov paleozojske poledenitve in rekonstruirane smeri premikanja ledenih mas
• poledenitev vsekakor ni bila globalna, saj enako stare kamnine drugod kažejo na tropsko klimo
• razporeditev postane logična, če kontinente združimo v Pangeo, ki pokriva južni po |
| WEGENERJEVA HIPOTEZA O PREMIKANJU KONTINENTOV | razporeditev podnebnih pasov rekonstruirana iz
značilnih kamnin (paleoklimatologija)
– ujemanje geoloških značilnosti J. Amerike in
Afrike vzdolž atlantske obale
• vzroke za premikanje kontitentov Wegener
napačno pripiše delovanju centrifugalne sile in
plimskih sil; kontinenti “orjejo” skozi oceansko
skorjo, pri čemer se na robovih nagubajo v
gorovja
• iz različnih razlogov Wegenerjeve ideje ne
prodrejo, premikanje kontinentov postane
“nespodobna tema” v geologiji prve polovice 20.
stoletja |
| Dokazi Paleomagnetizma | • zaradi oblike magnetnega polja Zemlje imajo magnetne silnice različno inklinacijo (naklon)
– blizu ekvatorja so skoraj horizontalne, proti poloma so vedno bolj strme
• tako lahko iz paleomagnetne inklinacije, ki je zapisana v kamnini, sklepamo na
zemljepisno širino in poloblo (južno, severno), na kateri so se nahajale kamnine v času
nastanka
• paleomagnetna deklinacija (odklon paleomagnetnega severa od smeri današnjega) pa nam
kaže navidezno smer magnetnega pola v času nastanka kamnin
• sam po sebi je podatek dvoumen: pomeni lahko bodisi premikanje kontinentov, bodisi
premikanje magnetnih polov skozi zemeljsko zgodovino!
• krivulje navideznih premikanj magnetnih polov (APW, apparent polar wander path)
konstruiramo iz podatkov paleomagnetnih inklinacij in deklinacij starostnega zaporedja kamnin
neke regije/kontinenta
• različni kontinenti imajo različne APW – dokaz, da se niso premikali poli, ampak kontinenti!
• če pa bi kontinente sestavili v Pangeo in jih potem razmaknili v današnjo lego, bi se njihove
APW ujemale – dokaz za resničnost Wegenerjeve teorije |
| Primer paleomagnetizma | Primer:
• APW za Evrazijo in Severno Ameriko
• EU – beli krogci in črtkana pot
• SAm – črni krogci in sklenjena pot
• številke pomenijo starost v Ma
• na sliki a) sta APW glede na sedanji položaj
Evrope in Amerike
• na sliki b) sta APW, če zapremo Atlantik in
združimo Evropo in Severno Ameriko
• očitno sta se kontinenta držala skupaj od
konca paleozoika do jure |
| Hipoteza o širenju morskega dna | Nenavadna topografija morskega dna
• sredoceanski hrbti – topografsko visoki grebeni (3 km nad dnom), ki se vlečejo preko oceanov
• linearne prelomne cone, ki sekajo sredoceanske hrbte
• oceanski jarki – ozke, linearno razpotegnjene depresije vzdolž kontinentalnih robov ali otočnih
lokov (najgloblja območja na Zemlji, do ~13 km) |
| Značilnosti oceanskih hrbtov | • vzdolž osi oceanskih hrbtov potekajo ozke in
dolge doline – jarki, omejeni s prelomi
• visok toplotni tok, podmorski vulkanizem
• potresna aktivnost, potresi kažejo na natezne
razmere
• praktično brez sedimentov
• v smeri stran od grebenov se plasti
sedimentov debelijo, toplotni tok upada,
vulkanizem preneha |
| Značilnosti oceanskih jarkov | • debele plasti sedimentov
• zelo majhen toplotni tok, brez
vulkanizma v območju jarka
• pač pa se vzdolž jarkov vlečejo dolge
verige vulkanov
• območja globokih kompresijskih
potresov, nanizanih vzdolž ravnine
(Wadati-Benioffova cona), segajo 200-
300 km, celo 600 km globoko |
| Hipoteza o širjenju morskega dna | • oceanski hrbti se nahajajo nad dvigajočimi se konvekcijskimi stebri
• konvekcijski tok razpira oceansko skorjo; vrzel zapolnjuje magma iz plašča (vulkanizem, potresi
vzdolž hrbtov)
• vzdolž hrbtov torej neprestano nastaja nova oceanska skorja
• hrbti so topografsko višji zaradi segrevanja (toplotnega raztezanja)
• konvekcijski tok starejšo skorjo vleče stran od hrbtov; zaradi ohlajanja se njena višina manjša, z
oddaljenostjo od hrbta se veča debelina (in starost) oceanskih sedimentov
• oceanski jarki se nahajajo, kjer konvekcijski tokovi vlečejo staro, hladno skorjo v plašč
• na podrivanje (subdukcijo) oceanske skorje kažejo potresi v Wadati-Benioffovi coni
• subducirana skorja se v plašču segreva, zaradi taljenja nastaja magma, ki prodira na površje in
ustvarja verige vulkanov in otočne loke nad subdukcijskimi conami |
| Magnetne anomalije na oceanskem dnu | • že v 50’ so odkrili nenavadne normalne in
reverzno polarizirane pasove na morskem dnu,
vzporedno ocenskim hrbtom
• razlaga (Vine & Matthews, 1963): to je zapis
izmenjujoče polarnosti magnetnega polja Zemlje v
oceanski skorji, ki nastaja vzdolž oceanskih hrbtov
• središča hrbtov so povsod normalno polarizirana
(današnja polarnost)
• anomalije so simetrično razporejene na obeh
straneh hrbtov
• zaporedja in širine anomalij se ujemajo z
epohami magnetostratigrafske lestvice |
| Transformalni prelomi | TRANSFORMNI PRELOMI
• linearne prelomne cone navidezno sekajo
in razmikajo oceanske hrbte
• so to mlajši zmični prelomi, ki sekajo in
zamikajo starejše, nekoč sklenjene hrbte?
• N.B.: aktiven je samo transformni prelom vmes med grebenoma
• naprej se transformni prelom nadaljuje v razpokano cono (fracture zone)
• ob razpokani coni se dogajajo vertikalni premiki zaradi različno močnega pogrezanja enega in
drugega krila cone |
| Premikanje kontinentov | • hipoteza o širjenju morskega dna je
samozadostna, kontinenti so pri tem
lahko fiksni
• prvotno so predvidevali, da je reološka
meja MOHO (pojavi se sicer vprašanje,
kako se lahko zgolj nekaj km debele in
nekaj 1000 km široke plošče oceanske
skorje premikajo enotno?)
• iz tega izhaja domneva, da je mnogo
debelejša kontinentalna skorja pač
fiksirana
• PROBLEM: niso vsi oceanskih robovi
omejeni z jarki, kam potemtakem izginja
oceanska skorja npr. v Atlantiku? |
| TEORIJA TEKTONIKE PLOŠČ | • v svetovnem merilu so potresi jasno koncentrirani v ozke pasove, ki potekajo vzdolž oceanskih
hrbtov in jarkov, deloma pa tudi znotraj kontinentov
• vzdolž teh pasov poteka tudi praktično vsa vulkanska dejavnost na Zemlji
• očitno so ti seizmični pasovi meje med “bloki” – ploščami v skorji
• večina plošč vključuje tako oceansko kot kontinentalno skorjo
• spodnja meja plošč ne more biti MOHO, najboljši kandidat je naslednja velika seizmična
diskontinuiteta – astenosfera – ki je hkrati reološko šibka cona (bingo!)
• teorija TP (McKenzie, Morgan, 1968) združuje hipotezi o širjenju morskega dna in premikanju
kontinentov
• zunanjo lupino Zemlje sestavlja 14 velikih litosferskih plošč (in še precej manjših mikroplošč)
• litosferske plošče se premikajo po duktilni astenosferi
• plošče se tesno stikajo in se ne premikajo neodvisno ena od druge (torej, večja sprememba
gibanja ene od plošč nujno vpliva tudi na ostale plošče)
• plošče so toge; deformacije so omejene na robove (stike) plošč (glej karto razporeditve potresov!) |
| Robovi plošč | • divergentni robovi: razmikanje plošč, praviloma na oceanskih hrbtih, nastajanje nove
skorje
• konvergentni robovi: primikanje plošč v subdukcijskih conah (podrivanje oceanske
litosfere in njeno tonjenje v plašč) in kolizijskih conah (trk kontinentalnih plošč; ni
subdukcije ker je kontinentalna litosfera “lažja” in se ne subducira v plašč)
• transformni robovi: horizontalno drsenje ene plošče ob drugi
• (N.B.: premiki plošč na stikih so lahko tudi poševni glede na orientacijo robu) |
| Divergentni robovi | Divergentni robovi
• vzdolž oceanskih hrbtov
• razmikanje se lahko dogaja tudi v kontinentalni litosferi (Vzhodnoafriška tektonska cona) |
| Konvergentni robovi | • subdukcijske cone (ocean-kontinent in ocean-ocean)
• kolizijske cone – kolizijski orogeni |
| Transformni robovi | • transformni prelomi prečno na oceanske hrbte
• kontinentalni transformni prelomi (npr. Jordanija, Alpski prelom na Novi Zelandiji) |
| Eulerjev teorem | • kakršnokoli gibanje toge plošče po površju krogle matematično opišemo kot rotacijo okoli osi, ki
poteka skozi središče krogle
• prebodišče osi rotacije s površjem imenujemo eulerjev pol
• gibanje litosferske plošče torej popolnoma opišemo, če podamo lokacijo njenega eulerjevega pola,
ter hitrost in smisel rotacije (urna, protiurna smer)
• npr.: translacija (drsenje) plošče: eulerjev pol je lociran daleč stran od plošče
• npr. rotacija plošče: eulerjev pol je lociran na plošči
• koncentrični krogi okoli eulerjevega pola nam podajajo trajektorije gibanja plošče (smer in hitrost
premikanja) |
| Opiši gibanje litosferskih plošč | • medsebojno gibanje dveh plošč opišemo z
eulerjevim polom relativnega gibanja ene
plošče na drugo
• Primer: eulerjev pol premikanja Pacifiške
plošče glede na Severnoameriško
• orientacija stika med ploščama glede na
smer trajektorij gibanja določa naravo stika
(divergentni, konvergentni, transformni) |
| DOLOČANJE RECENTNIH PREMIKOV PLOŠČ | • transformni prelomi so vzporedni trajektorijam eulerjeve rotacije plošče
• pravokotni krogi se sekajo v eulerjevem polu
• hitrost premikanja plošče se spreminja odvisno od oddaljenosti od eulerjevega pola!
• uporabimo najmlajše magnetne anomalij
• smer premikanja plošč kažejo tudi žariščni mehanizmi močnih potresov
• (danes še: GPS meritve premikov
• iz teh podatkov je mogoče določiti
eulerjeve pole relativnega gibanja
vseh parov litosferskih plošč, ki so v
stiku
• dobimo globalni model kinematike
plošč (npr. NUVEL-1 |
| Vroče točke | • Havaji so linearen niz vulkanskih (bazaltnih) otokov v
severnem Pacifiku
• starost otokov se povečuje proti NW
• niz se nadaljuje pod vodno gladino v podvodno verigo,
ki nato zavije bolj proti N v verigo podvodnih gora
Emperor
• razlaga: otočje se nahaja nad “vročo točko”, kjer vroč
material iz plašča prodira proti površju in s
segrevanjem litosfere povzroča vulkanizem
• ugasli vulkani se ohladijo in se zato pogrezajo |
| Določanje preteklih premikov plošč | paleomagnetizem:
• APW opisuje premikanje plošč skozi zgodovino (vendar brez podatka o zemljepisni dožini!)
• inklinacija kaže na zemljepisno širino (paleoširinski referenčni okvir)
• problem kolizijskih con:
• koliko litosfere je vključene v močno deformiranih kolizijskih orogenih?
• od kod prihajajo ti fragmenti?
• koliko oceanske skorje je bilo subducirane? |
