Kalnu veidošanās (orogēnija) — definīcija, cēloņi un piemēri
Uzzini orogēniju — kalnu veidošanās definīcija, galvenie cēloņi (tektoniskās plāksnes, karstie punkti, atslāņošanās) un pasaules piemēri vienā pārskatā.
Orogēnija ir ilgstošs ģeoloģisks process, kas noved pie kalnu veidošanās un Zemes garozas pārvērtībām. Tā saistīta ar divu vai vairāku tektonisko plākšņu mijiedarbību, kas izraisa spiedi, deformāciju, magmatismu un metamorfismu. Orogēnijas kopkoncepcija — orogēze — aptver visus šos procesus, kas rezultējas kalnu grēdu un augstenu izveidē; to pamatā ir gan garozas sablīvēšanās, gan pacēlums un pārveidošanās.
Galvenie mehānismi
Galvenie orogēnijas cēloņi ir saistīti ar plākšņu kustībām un iekšēju Zemes procesiem:
- Subdukcija (konverģējošas robežas): okeāna plātnes iegrimšana zem kontinentālās plātnes rada spiedienu, saliektas garozas kārtas, aktīvu vulkanismu un pakāpenisku augšupeju. Tipisks piemērs ir Andu kalnu grēda Dienvidamerikā, kas veidojusies, subdukcijai mijiedarbojoties ar Nazcas plātni.
- Kontinentālā sadursme: kad saplūst divas kontinentālās plātnes, garoza sabiezē un paceļas, veidojot augstākās kalnu ķēdes un stipras deformācijas zonas. Piemēri: Alpi un Himalaji.
- Terraņu un akreņu akumulācija: okeāna salu lenti, šelfa nogulsnes un mikroplāksnes var pievienoties kontinentam, paplašinot tā malu un veicinot kalnu celšanos (akrecija).
- Magmatiskā aktivitāte: subdukcijas zonās un karsto punktu tuvumā ieplūsto magmas veido vulkāniskas kalnu virknes un intruzīvus korpusus, kas veicina pacēlumu un cietuņu stiprināšanos.
- Atslāņošanās (delaminācija): šajā procesā litosfēras blīvā, aukstā «sakne» atdalās un iegrimst mantijā; litosfēras atlikusī daļa kļūst mazāk blīva un paceļas uz augšu. Šo parādību ilustrē Sjerra Nevada Kalifornijā, kur delaminācija ir viens no skaidrojumiem plašiem pacēlumiem un magmatismam. Litosfēra šeit ir centrālais jēdziens.
Karsto punktu loma
Retāks, bet skaidri novērots mehānisms ir plātnes pārvietošanās pāri karstajam punktam mantijā. Šādi karstie punkti ir relatīvi stacionāri augšējā mantijā, bet virs to plūsmas pārvietojas tektoniskās plātnes, veidojot virkni vulkānisku salu vai kalnu ķēžu, kas atspoguļo plātnes virzienu un ātrumu. Piemēri ietver Havaju salu ķēdi un Yellowstone National Park uz Ziemeļamerikas plātnes.
Ekstensīvas zonas un dinamiskā topogrāfija
Teritorijās, kur plāksnes attālinās vai garozas biezums samazinās (piem., riftos un okeāna vidusgrēdās), kalni var veidoties nevis galvenokārt no sablīvēšanās, bet pateicoties termiskai uzsilšanai un zemes virsmas pacēlumam. Karstā mantija zem šīm zonām palielina termisko peldspēju, radot tā saukto dinamisko topogrāfiju, kas pacels vai notur virsmas veidojumus.
Tipiski piemēri šāda veida augstenu vai pacēlumu sistēmām ir:
- okeāna vidusgrēdas un to garozas augšupeja (piemēram, Atlantijas vidusgrēda — bez īpašas saites),
- Austrumāfrikas rifa virsotņu un plato veidošanās, tostarp Afaras reģions un Etiopijas augstienes, kur termiskā aktivitāte un rifa izplešanās rada pacēlumus.
Kalnu tipi un to īpašības
Orogēnijas rezultātā var veidoties dažādi kalnu tipi:
- Saliekto (fold) kalni: veidojas no garozas saplokām un saliekumiem (piem., Alpi, Himalaji).
- Saspiedumu un nobīžu (thrust) kalni: raksturo intensīva šķērsvirziena nobīde un plāksnes sabīdīšana.
- Vulkāniskie kalni: veidojas no atkārtotas izvirdumu kolonnas un lavām (piem., aktīvie vulkāni gar subdukcijas joslām).
- Fault-block (šķembu) kalni: rodas izstiepuma zonas, kur garoza tiek sadrupināta un paceļas atsevišķi bloki.
- Dome un intruzīvie struktūras: liels magmas korpuss var pacelt pārsegumu, veidojot kupolus vai plato.
Laika mērogs, eroze un izmaiņas
Orogēnija norisinās miljonu un desmitu miljonu gadu laikā. Pat pēc sākotnējā pacēluma kalni turpina modificēties — erozija, ledāju darbība, nogruvumi un isostātiskās reakcijas maina reljefu. Erozijas rezultātā no kalniem atkarīgās nogulsnes var pārnest uz kaimiņu basenēm, ietekmējot stratigrāfiju un resursu izplatību.
Sešas sekas un nozīme
- Kalni ietekmē klimatu un hidrologiju — tie bloķē gaisa masas, rada nokrišņu joslas un baro upes avotus.
- Orogēnija koncentrē minerālu noguldījumus (piem., metāli) un bieži saista ar hidrokarbonātu aizkavēšanos, tādēļ kalnu sedimentācijas reģioni ir svarīgi resursiem.
- Aktīvās vai nesenās orogēnijas zonas ir zemestrīču un vulkāniskā riska avots.
- Bioloģiskā daudzveidība kalnos ir augsta — dažādi augstuma joslu apstākļi rada atšķirīgas ekosistēmas.
- Orogēnija maina zaļo un cilvēku apdzīvoto zonu izvietojumu, ietekmē ceļus, lauksaimniecību un urbanizāciju.
- Ilgtermiņā kalnu izzušana vai sabrukums (erozija, tektoniska izmaiņa) var būtiski pārveidot reģionu ģeoloģiju.
Piemēri (kopsavilkums)
- Andu — subdukcijas radīts vulkāniskās un saspieduma kalnu piemērs.
- Alpi un Himalaji — kontinentālo plākšņu sadursmes rezultātā radušās saliekto kalnu sistēmas.
- Havaju salu ķēde un Yellowstone — karsto punktu pārvietošanās ilustrācijas.
- Sjerra Nevada — piemērs, kurā apsvērta atslāņošanās loma.
- Austrumāfrikas rifts un okeāna vidusgrēdas — zonas, kur termiskā peldspēja un dinamiskā topogrāfija veicina pacēlumu un lokālu reljefa izveidi.
Apkopojot — orogēnija ir daudzveidīgs process, kurā saspiešana, sadursme, magmatisms, delaminācija un termiskā plūsma no mantijas sadarbojas, lai veidotu un transformētu Zemes kalnus. Šie procesi ietekmē ne tikai reljefu, bet arī klimatiskos, ekoloģiskos un ekonomiskos apstākļus reģionā.
Kuka kalns, Jaunzēlande. Tas atrodas Dienvidu Alpos, kalnu grēdā, kas stiepjas gar visu Dienvidsalas teritoriju. Jaunzēlande atrodas divu okeāna plātņu krustpunktā.
Pat tad, kad kalni ir nogruvuši, liecības par to ir saglabājušās klintīs. Millook, Kornvola
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir orogēnija?
A: Orogēnija ir kalnu veidošanās process, kas notiek, kad divas tektoniskās plāksnes saplūst kopā. Tas ietver virkni ģeoloģisku procesu, ko kopīgi sauc par orogēzi, un tā rezultātā veidojas kalnu grēdas.
J: Kādi ir daži izplatītākie orogēnijas cēloņi?
A: Biežākie orogēnijas cēloņi ir konverģējošās robežas, kad kontinents pārvietojas pāri okeāna plātnei vai divas kontinentālās plātnes saplūst, un kad plātne pārvietojas pāri karstajam punktam Zemes mantijā.
J: Vai ir vēl kāds process, kas saistīts ar orogēniju?
A: Jā, ir vēl viens process, ko sauc par atslāņošanos, kas notiek tad, kad nestabilas litosfēras aukstās saknes nestabila daļa ieplūst mantijā, samazinot litosfēras blīvumu un izraisot peldošo pacēlumu.
J: Vai ir kādi delaminācijas piemēri?
A: Delaminācijas piemērs ir Sjerra Nevada Kalifornijā.
J: Vai bez orogēnijas kalni var veidoties arī citos veidos?
A: Jā, kalni var veidoties arī termiskās peldspējas dēļ, ko izraisa karstā mantija zem kalniem, kas tos virza uz augšu - to sauc par dinamisko topogrāfiju. Kā piemēru var minēt okeāna vidus grēdas un Austrumāfrikas riftu.
J: Kāda veida robeža bieži izraisa orogēnu veidošanos?
A: Konverģējoša robeža bieži izraisa orogēnu veidošanos, piemēram, ja kontinents pārvietojas pāri okeāna plāksnei (bez sadursmes) vai divas kontinentālās plāksnes saplūst (saduras).
Meklēt