Start

Slut

Jordens overflade! 

 

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.