|
Oceanbundsspredning og følgerne.
De områder, hvor kontinentalkollision har fundet sted, er
særdeles komplicerede, ligesom de subduktionszoner i havet, der
danner grave. Det har taget geologerne adskillige års intense
studier at nå frem til den dybere forståelse af dem.
Subduktionszoner er formodentlig områder, hvor materiale fra den
synkende oceaniske lithosfære bliver metamorfoseret og
føjet til kontinenternes rande og undersider. Man ved, at det er
områder, hvor udbredt vulkansk aktivitet finder sted langs
kontinentranden på grund af høje temperaturer og tryk
forårsaget af den synkende masse af oceanisk lithosfære.
Men undertiden har den vulkanske aktivitet bevæget sig langsomt
eller i spring et stykke væk fra land, og det har ført til
dannelsen af en vulkansk øbue i havet. I de såkaldt
marginale bassiner, som således dannes mellem bagsiden af
øbuen og kystlinien, findes ofte et miniaturesystem af
oceanbundsspredning, som tilsyneladende er uafhængigt af
hovedspredningen, der foregår på havsiden af øbuen.
Men på trods af al usikkerheden om oceanbundsspredning
og dens konsekvenser er en ting helt klar. Ingen lithosfære
på den nuværende oceanbund er mere end ca. 200 millioner
år gammel. Alle nutidens oceanbassiner blev altså dannet
efter superkontinentet Pangæas deling, så geologerne kan
stadig fundere over, hvad der lå neden under Panthalassa.
Teorierne om kontinentalvandring og oceanbundsspredning har
givet studiet af Jordens grundlæggende overfladeinddeling et nyt
perspektiv. Før eksistensen af disse fænomener blev
accepteret, regnede man kontinenternes rande for at være de
naturlige grænser i Jordens overflade. Nogle af dem er tektonisk
aktive (fx Sydamerikas vestkyst), andre er passive (fx Sydamerikas
østkyst). Opdagelsen af oceanbundsspredning, den nye
forståelse af oceanryggenes natur og ændringen i
opfattelsen af kontinenterne som passive dele af en global
sammenhæng har gjort det klart, at de mere grundlæggende
grænser er de tektoniske zoner - uanset deres beliggenhed i
forhold til kontinenterne, som kun er produktet af enorme
kræfters hærgen.
Ifølge teorien om pladetektonik udgør de smalle
tektoniske zoner ved Jordens overflade grænserne mellem blokke
eller plader af lithosfæren. Der er 15 vigtige
lithosfæriske plader i forskellige størrelser, selv om der
også findes et antal mindre såkaldte mikroplader. Nogle
få af pladerne (fx den i Stillehavet) er næsten udelukkende
oceaniske. De fleste indeholder dog betydelige mængder af
både oceanisk og kontinental lithosfære. Ingen plader er
fuldstændig kontinentale.
Et vigtigt kendetegn på plader er, at de har en
høj grad af vridningsstivhed, hvilket vil sige, at de er
svære at deformere i det vandrette plan. Derimod har de lav
bøjningsstivhed, som betyder, at de er nemme at deformere i det
lodrette plan. En rimelig sammenligning ville være et stykke
papir, som flyder på vandet, fordi det udviser netop disse
egenskaber. Det, at astenosfæren er bevægelig -
formodentlig fordi den er delvis smeltet - gør ligheden endnu
større. Lithosfæren kan derfor betragtes som flydende
på astenosfæren. Mere detaljeret kan man sige, at hver
enkelt plade flyder på astenosfæren og puffer til og
påvirker de omliggende plader, som gør det samme.
Pladegrænser - de vigtigste typer.
Der findes tre typer pladegrænser. For det første er der
de konstruktive grænser, hvor ny oceanlithosfære dannes.
Oceanryggene udgør denne type. For det andet er der de
destruktive grænser, hvor gammel oceanlithosfære
»opædes«. Subduktionszoner kaldes de også. Den
tredje type er stabile grænser, hvor lithosfære hverken
dannes eller nedbrydes. De er de såkaldte transformforkastninger
- de siksak-linier, som oceanryggene er forskudt langs. Mellem de
forskudte dele af ryggen bevæger de to tilstødende plader
sig forbi hinanden, men her opstår ikke noget nyt materiale. Alle
tre typer plade-grænser forårsager jordskælv, men kun
konstruktive og destruktive grænser er forbundet med vulkansk
aktivitet.
Enhver given plade er omgivet af en kombination af mindst to
af de tre typer, men den enkelte kombination kan ændre sig med
tiden. Da oceanlithosfære hele tiden dannes og nedbrydes,
ændres størrelsen og formen af en plade uafbrudt. Pladens
samspil med de omkringliggende plader vil derfor hele tiden
ændres. Således vil også dens grænsers natur
uundgåeligt blive forandret. I øvrigt vil det være
meget vanskeligt - om ikke umuligt - for geologerne at fastlægge
Jordens tektoniske historie længere tilbage i tiden end ca. 200
millioner år.
Astenosfærens bevægelighed giver de
lithosfæriske plader ovenpå mulighed for at bevæge
sig vandret. Men denne bevægelsesfrihed gør ikke, at
pladerne rent faktisk bevæger sig. En drivkraft er
påkrævet for at sætte dem i gang. Et af de tidligste
forslag til en mulig drivkraft var, at den varmeafgivelse, som
opstår ved henfald af radioaktive grundstoffer i kappen, kunne
starte termiske konvektionsstrømme i astenosfæren eller
måske i hele kappen. Disse strømme ville så
forårsage et træk i det nederste af lithosfæren og
dermed sætte den i bevægelse. Dette er fortsat en mulighed,
selv om geologerne nu mener, at der er stærkere kræfter i
selve oceanlithosfæren.
For det første er der på grund af oceanryggenes
højde og lithosfærens nedadgående hældning
væk fra dem en glidende kraft i spredningens retning. Dette
betragtes som et skub væk fra ryggene og kaldes derfor ryggenes
frastødningskraft. For det andet, når
oceanlithosfæren begynder at synke ned i Jordens indre ved en
subduktionszone, er den blevet afkølet og massiv - under alle
omstændigheder er den koldere og tungere end den
astenosfære, den synker ned i, eftersom astenosfæren jo er
delvis flydende. Da en kold lithosfæremasse kan bevæge sig
op mod 700 km ind i Jordens indre før den endelig smeltes og
assimileres, kan den udøve et betydeligt træk i
overfladens lithosfære. Dette er pladens iboende trækkraft.
For det tredje er der en sugekraft, som også trækker pladen
ned mod astenosfæren.
Geologer har forsigtigt konkluderet, at den iboende kraft er
langt den største. Dette betyder ikke, at de andre kræfter
slet ikke spiller nogen rolle, men kun, at deres virkning er
forholdsvis lille, hvis de er indblandet. Ligesom drivkræfterne
er pladerne dog også udsat for modvirkende kræfter. Hvis vi
fx antager, at pladerne ikke drives af konvektionsstrømme i
astenosfæren, vil astenosfæren på grund af
gnidningsmodstand udøve et vist træk i det nederste af
lithosfæren, når en plade bliver trukket hen over
astenosfæren af en anden kraft. Dette vil bremse pladen noget.
Den nedadgående masse vil også møde modstand; der
vil være gnidningsmodstand langs transformforkastninger, og der
vil naturligvis være modstand, når to kontinenter
støder sammen. Pladebevægelser er således styret af
en indviklet kombination af både positive og negative
kræfter, som varierer fra plade til plade og efter tidspunktet.
Bjergryggene udforskes.
Det meste af udforskningen af oceanbunden og lagene under den, som fx
boringer i skorpen, finder sted fra overfladefartøjer. Men i
årene fra 1971 og frem brugte en gruppe franske og amerikanske
videnskabsmænd undervandsbåde på en række
besøg i den sprækkedal, som løber langs Den
midtatlantiske Ryg. Især besøgte de en sektion af dalen,
som ligger ca. 650 km sydvest for Azorerne (Projekt FAMOUS). De fandt
frem til, at bunden af den smalle zone var dækket af friske
strømme af såkaldt pudelava - den runde form, lava ofte
får, når den afkøles hurtigt under vand. Desuden var
dalbunden gennemhullet af sprækker op til 10 m brede, som
lå parallelt med aksen, som om havbunden blev trukket i stykker
af enorme kræfter. Videnskabsmændene opdagede også,
at varmestrømmen op gennem bunden var meget høj. Det
antyder, at der findes magma nær overfladen. Alt dette stemmer
med, at en sprække-zone er et område, hvor magma
regelmæssigt bryder frem og lithosfæren trækkes i
stykker.
Opdagelsen af „smokersrr.
Siden 1977 har amerikanerne brugt undervandsbåden
»Alvin« til lignende besøg langs Den
østpacifiske Hævning. Da den spreder sig tre gange
hurtigere end Den midtatlantiske Ryg, er den mindre forrevet, og
opsprækningen er ikke så fremskreden. Lavastrømmen
ved den er også mere jævn, selv om pudelava forekommer. Den
mest bemærkelsesværdige opdagelse, »Alvin«
gjorde, var dog tilstedeværelsen af kraftige stråler af
varmt vand, som dukker frem i revner i oceanbundens særligt
aktive områder. Disse stråler er blevet kendt som
»smokers«, fordi de ser ud som tætte sorte eller
hvide skyer på grund af deres høje indhold af sulfider og
metaller som jern, zink, mangan og kobber. Vandet trænger igennem
de varme bjergarter i sprækkezonen, adskiller mineralerne og
genaflejrer nogle af dem i søjler omkring revnerne. Vandets
høje indhold af kemiske stoffer giver livsbetingelser for store
mængder af kemikalieædende bakterier. Disse
tiltrækker igen alle mulige former for liv, som lever af
bakterierne.
Forkastninger hen over oceanrygge.
Selv om systemet af oceanrygge er sammenhængende og overordentlig
stort, består det faktisk af mange små stykker, som er
forrykket i forhold til hinanden i såkaldte
transformforkastninger. Den del, som ligger mellem de
tilstødende dele af ryggen, er aktiv. Her skurer to plader mod
hinanden, og jordskælv opstår. På den anden side af
ryggen er forkastningen passiv, fordi materialet på begge sider
af forkastningen tilhører den samme plade og bevæger sig i
samme retning. Her foregår ingen jordskælv, selv om mindre
bevægelser og brud kan forekomme, når de to sider af
forkastningen indstiller sig på samme over-fladeniveau.
Transformforkastninger opstår, fordi spredningsprocessens
geometri gør det umuligt for oceanrygge at danne en krum linie
på Jordens overflade. Kurven erstattes af forkastningens
forskydninger.
Et pladetektonisk tomrum.
Selv om en stor del af geologerne, blandt andre de kinesiske,
accepterer de grundlæggende principper om pladetektonik, er der
et land, hvor dette påfaldende nok ikke er tilfældet -
Sovjet-unionen. Arsagerne hertil har noget at gøre med politik,
den menneskelige natur og det videnskabelige liv i landet.
11930'rne gjorde den sovjetiske geolog M. A. Usov det klart, at
ifølge Josef Stalin kunne man ikke tolerere ideer opstået
i kapitalistiske lande. Videnskabelige teorier skulle stemme med den
marxistiske historieteori og dialektisk materialisme For geologien kom
dette til at betyde en forkærlig hed for teorier om en
overvægt af lodrette bevægelser af Jordens skorpe,
»hvori der er en kamp mellem to modsatrettede kræfter...
sammenpresning og udvidelse«, og hvori »perioder me
undertrykt kamp ... følges af en revolutionær fase«
Vladimir Beloussov var et produkt af den tid. 1 1960'erne og 1970'erne
blev han Sovjets mest ind flydelsesrige geolog og havde en række
betydningsfulde poster. Hjulpet af det sovjetiske videnskabelige
systems ensrettede natur og isolationisme (sovjetiske
videnskabsmænd fik sjældent lov deltage i konferencer i
Vesten eller læse vestlige videnskabelige tidsskrifter) lykkedes
det Belousso at undertrykke det meste af diskussionen om pladetektonik.
Han opnåede i stedet støtte for sin egen teori om
»oceanisering«, ifølge hvilken ocean bassiner dannes
ved en »støbning« af kontinental skorpe og den
efterfølgende oversvømmelse af oceanisk magma.
I slutningen af 1970'erne var der svage tegn på en ændring.
Ideer om pladetektonik begyndte så småt at dukke op i
sovjetiske tidsskrifter, selv om enhver brug af den vestlige
pladetektoniks terminologi blev undgået. Geologer fra
Sovjetunionen var i få år aktive deltagere i
»dybhavsboreprojektet«. Men i det store hele fortsatte
uddannede geologer i Sovjet med at tilsidesætte de opdagelser,
som har revolutioneret geologien alle andre steder.
|
|