Okeāna dibena izplatīšanās: kas tā ir un kā tā darbojas
Okeāna dibena izplatīšanās: kā vidusgrēdas, tektoniskās plātnes un mantijas konvekcija rada jaunu garozu un virza kontinentu dreifu — skaidrojums ar piemēriem.
Jūras dibena izplatīšanās notiek okeāna dibenā, tektoniskajām plātnēm pārvietojoties. Tas ir process, kurā okeāna garoza nepārtraukti veidojas pie vidus okeāna grēdām un lēnām virzās prom no grēdas, tādējādi "nesot" kopā ar sevi arī kontinentu piegarozu daļas. Jūras gultne pārvietojas un nes līdzi kontinentus. Okeānu vidusdaļās veidojas jauna okeāna garoza. Jūras dibena izplatīšanās grēdas motivējošais spēks galvenokārt ir tektonisko plātņu vilkme (slab pull) un mantijas plūsmu ietekme, nevis vienkārši magmas spiediens, lai gan izplatīšanās grēdās parasti novērojama intensīva magmas aktivitāte, kas rada jaunu lavas plūsmu un cietušo bazaltu.
Kā tas notiek
Pie Vidusatlantijas grēdā (un citās vietās) augšējā mantijas slāņa materiāls paceļas pa plaisām starp okeāna plātnēm. Uzgāzētā karstā mantijas magma plūst uz augšu, izplūst vai sasalst gar grēdu, veidojot jaunu okeāna garozu. Kad garoza izveidojusies, tā lēnām virzās prom no grēdas, atstājot aiz sevis ribas ar noteiktu vecumu un raksturu. Jūras dibena izplatīšanās palīdz izskaidrot kontinentu dreifu plātņu tektonikā. Okeāna tranšejās jūras gultnes garoza slīd lejup un zem kontinentālās garozas, kur tā pazūd procesā, ko sauc par subdukciju.
Vēsturiskais konteksts un mehānisms
Agrākās teorijas (piemēram, Alfrēda Vegenera (Alfred Wegener)) par kontinentu dreifu uzskatīja, ka kontinenti "plūda" cauri okeānam. Mūsdienās tiek uzskatīts, ka okeāna dibens pats pārvietojas un, paplašinoties no okeāna vidus grēdas, nes līdzi kontinentus. Mūsdienās tā ir pieņemta. Šo parādību izraisa konvekcija vājā augšējā mantijā jeb astenosfērā, kur karsts materiāls ceļas uz augšu, atdziest un noslīd atpakaļ, radot plākšņu kustības.
Pierādījumi par izplatīšanos
Galvenie pierādījumi par jūras dibena izplatīšanos ir:
- Magnētiskās joslas: okeāna garozā ir simetriskas magnētiskas joslas pa abām grēdas pusēm, kas atspoguļo Zemes magnētiskā lauka reversijas secību.
- Garoza vecums: okeāna dibena vecums pieaug attālumā no grēdas — jaunākā garoza ir tieši pie grēdām, vecākā pie kontinentu malām un subdukcijas zonām. Visvecākā okeāna garoza ir apmēram 170–200 miljonu gadu veca, kas ir daudz jaunāka nekā kontinentālā garoza.
- Seismiskā un vulkāniskā darbība: koncentrēta garēdās un tranšejās, ko var reģistrēt ar seizmometriem un vulkāniskās aktivitātes novērojumiem.
- Hidrotermālie avoti: pie izplatīšanās grēdām atrodami siltie hidrotermālie izvadi (black smokers), kas atbalsta unikālas bioloģiskās kopienas un liecina par magmas klātbūtni.
Izplatīšanās ātrumi
Izplatīšanās ātrums nosaka, vai grēda ir ātra, vidēja vai lēna:
- Parasti straujās grēdās izplatīšanās ātrums ir lielāks par 9 cm/gadā. Tādas grēdas var būt plašākas un gludākas, un tajās mazāk transformplaisu.
- Vidējas ātruma grēdas izplatās ar ātrumu 4–9 cm/gadā.
- Lēnās grēdas izplatīšanās ātrums ir mazāks par 4 cm/gadā; tās parasti ir sarežģītākas morfoloģiski, ar vairāk soļveida reljefa elementiem.
Nozīme un sekas
Jūras dibena izplatīšanās ir centrālais elements mūsdienu plātņu tektonikas teorijā un ietekmē Zemes ģeoloģiju un klimatu:
- Tā veicina kontinentu pārvietošanos un formu veidošanos (kalnu grēdu veidošanās, okeānu dziļumu maiņa).
- Subdukcijas zonās rodas intensīva seismiskā darbība un lielas zemestrīces, kā arī vulkāniskās aktivitātes pie kontinentu malām.
- Hidrotermālie izvadi pie grēdām nodrošina enerģijas un ķīmisku vielu avotu unikālām dzīvības formām.
Kā to mēra un pēta
Jūras dibena izplatīšanu pēta ar dažādām metodēm:
- Jūras magnētiskie mērījumi, kas atklāj magnētiskās joslas.
- Sukna un dziļūdens kartēšana (sonars), lai noteiktu grēdu struktūru un reljefu.
- Dziļūdens urbumi (piem., okeāna urbšanas programmas), kas ļauj noteikt garozas vecumu un nogulumu secību.
- Seismoloģiskie pētījumi, GPS un satelīta mērījumi, kas nosaka plātņu kustību mūsdienu mērogā.
Apkopojot, jūras dibena izplatīšanās ir process, kurā okeāna garoza pastāvīgi veidojas un izplešas no vidus okeāna grēdām, nosakot plātņu kustību, seismisko aktivitāti un daudzas Zemes virsmas pārmaiņas. Tas ir viens no pamatmehānismiem, kas veido mūsu planētas ģeodinamiku.
Izplatīšanās pie okeāna vidus grēdas
Okeāna grēdas diagramma
Vidējo okeāna grēdu izplatība pasaulē: kopaina.
Okeāna garozas vecums: jaunākā (sarkanā krāsā) ir gar izplatīšanās centriem.
Okeāna vidus grēda
Okeāna vidus grēda ir zemūdens kalnu sistēma. Tā sastāv no kalnu ķēdēm, gar kuru mugurkaulu stiepjas plaisu ieleja, kas veidojusies plātņu tektonikas rezultātā. Okeāna vidus grēda iezīmē robežu starp divām tektoniskajām plāksnēm, kas kustas viena no otras. Okeāna vidus grēdu veido diverģējošā robeža.
Pasaules okeāna vidus grēdas ir savstarpēji saistītas un veido vienotu globālu okeāna vidus grēdu sistēmu, kas ir daļa no katra okeāna. Okeāna vidus grēdu sistēma ir garākā kalnu grēda pasaulē. Šī nepārtrauktā kalnu grēda ir 65 000 km (40 400 jūdžu) gara. Tā ir vairākas reizes garāka par Andiem, kas ir garākā kontinentālā kalnu grēda. Okeāna grēdu sistēmas kopējais garums ir 80 000 km (49 700 jūdžu).
Kā tas darbojas
Okeāna vidus grēdas ir ģeoloģiski aktīvas, un okeāna dibenā un garozā, kas veidojas grēdu asīs un to tuvumā, pastāvīgi rodas jauna magma. Izkristalizējusies magma veido jaunu bazalta un gabra garozu.
Zem jūras gultnes esošās garozas ieži ir visjaunākie pie grēdas ass un to vecums pieaug, palielinoties attālumam no šīs ass. Jaunas bazalta sastāva magmas veidošanās notiek Zemes mantijas dekompresijas kušanas rezultātā, kas notiek pie ass un tās tuvumā.
Okeāna garoza sastāv no daudz jaunākiem iežiem nekā pati Zeme: okeāna garoza okeāna baseinos visur ir vecāka par 200 miljoniem gadu. Okeānu grēdās garoza pastāvīgi "atjaunojas". Attālinoties no okeāna vidus grēdas, okeāna dziļums pakāpeniski palielinās; vislielākais dziļums ir okeāna tranšejās. Okeāna garozai attālinoties no grēdas ass, zem tās esošais mantijas peridotīts atdziest un kļūst stingrāks. Zem tās esošā garoza un relatīvi stingrais peridotīts veido okeāna litosfēru.
Tādām lēni izplatāmām grēdām kā Vidusatlantijas grēdai ir lielas, plašas ielejas, dažkārt pat 10-20 km platas, un grēdas grēdas augšdaļā reljefs ir ļoti nelīdzens. Turpretī strauji izplatītās grēdas, piemēram, Klusā okeāna austrumu daļā, ir šauras, asas iegrieztas, ko ieskauj kopumā līdzens reljefs, kas daudzu simtu kilometru garumā sliecas prom no grēdas.
Jautājumi un atbildes
Jautājums: Kas ir jūras gultnes izplatīšanās?
A: Jūras dibena izkliedēšanās ir process, kas notiek okeāna dibenā, kur tektoniskās plātnes kustas viena no otras. Tām pārvietojoties, veidojas jauna okeāna garoza, un kontinenti tiek pārnesti kopā ar to.
J: Kas izraisa jūras gultnes izplatīšanos?
A.: Jūras dibena izplatīšanās grēdas motivējošais spēks ir tektonisko plātņu vilkme, nevis magmas spiediens, lai gan parasti izplatīšanās grēdās ir vērojama ievērojama magmas aktivitāte. Turklāt šo parādību veicina arī konvekcija vājā augšējā mantijā vai astenosfērā.
J: Kur notiek jūras gultnes izplatīšanās?
A: Jūras dibena izplatīšanās galvenokārt notiek grēdās okeānu vidū un tranšejās pie kontinentālās garozas.
J: Cik ātri notiek jūras gultnes izplatīšanās?
Atbilde: Jūras gultnes izplatīšanās ātrums ir atkarīgs no tā, uz kāda veida grēdas tā notiek; ātrās grēdas izplatās vairāk nekā 9 cm/gadā, vidējās grēdas izplatās 4-9 cm/gadā, bet lēnās grēdas - mazāk nekā 4 cm/gadā.
J: Kā ar jūras gultnes izplatīšanos izskaidro kontinentālo dreifu?
A: Jūras dibena izplatīšanās palīdz izskaidrot kontinentu dreifu plātņu tektonikā, parādot, ka, okeāna dibenam atkāpjoties no okeāna vidus grēdām, tas, paplašinoties, līdzi nes kontinentus. Šī modernā ideja aizvietoja agrākās teorijas (piemēram, Alfrēda Vegenera teoriju), kas paredzēja, ka kontinenti "plūst" caur okeānu.
J: Kāda bija Alfrēda Vegenera teorija par kontinentu dreifu?
A: Alfrēda Vegenera teorija par kontinentu dreifu bija tāda, ka kontinenti "plūda" cauri okeānam, nevis tika pārnesti ar kustīgu okeāna dibenu, kā to mūsdienās uzskata mūsdienu teorijas.
Meklēt