REKLAMA


 

REKLAMA


 

Narodziny i śmierć wielkiej wody www.pixabay.com

Narodziny i śmierć wielkiej wody

Oceany współczesnym wydają się stałym i niezmiennym elementem krajobrazu Ziemi. Tymczasem powstają one i znikają, czyli zostają skonsumowane.

 

Golonka_Jan

Autorem tekstu jest

prof. dr hab. inż. Jan Golonka

Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.  

 

Prof. dr hab. inż. Jan Golonka zajmuje się paleogeografią, tektoniką płyt, geologią świata, geologią regionalną (CIS, Arktyka, Tetyda, Bliski Wschód, Morze Śródziemne, Wietnam, Australia, Atlantyk, Ameryka, Karpaty), modelowaniem paleoklimatycznym. W kręgu jego zainteresowań jest także geologia naftowa, która obejmuje ocenę potencjału węglowodorowego nowych regionów basenów i prospektów, ustalanie strategii poszukiwawczej basenów i nowe metody poszukiwania węglowodorów.

 


 

Ponad 100 lat temu wybitny niemiecki geofizyk Alfred Wegener przedstawił nową teorię opisującą procesy kształtujące Ziemię. Nazwał ją dryftem kontynentów. Według niej kontynenty poruszają się względem siebie i względem osi obrotu Ziemi.

 

Wegener twierdził, że 300 mln lat temu, w karbonie, istniał superkontynent Pangea. Współczesne kontynenty i oceany powstały w wyniku jego rozpadu. Dowodami były pasujące do siebie brzegi lądów, zwłaszcza wokół południowego Atlantyku, rozmieszczenie skamieniałości, dane paleoklimatyczne, a także podobieństwa struktur geologicznych po przeciwnych stronach oceanu i wreszcie różnorakie dane klimatologiczne i biologiczne.

 

Teoria Wegenera spotkała się z druzgocącą krytyką ze strony konserwatywnych europejskich, szczególnie niemieckich, profesorów nauk o Ziemi. Ale 50 lat później dane geofizyczne i geologiczne obserwacje den oceanów dowiodły słuszności jej generalnych założeń.

 

Według tych obserwacji współczesne oceany powstały wmezozoiku, około 200–100 mln lat temu. Niezbite dowody dotyczyły głównie ich rozrostu; co do ich zamykania, czyli konsumpcji, pewności nie było. W związku ztym niektórzy uczeni skłaniali się do przyjęcia hipotezy zwanej ekspansjonizmem. Zakłada ona zwiększanie się promienia Ziemi, czyli jej ekspansji, izwiązanego z nią rozrostu oceanów. Dopiero technologie satelitarne, a także obserwacje zebrane przez sieć radioteleskopów umożliwiły pomiary ruchów kontynentów względem oceanów. Interferometria VLBI (z angielskiego Very Long Baseline Interferometry) wykorzystuje radioteleskopy znajdujące się na różnych kontynentach, stąd też nazwa interferometria międzykontynentalna. Dane zAzji i Ameryki pozwoliły na ustalenie ich zbieżnego ruchu względem siebie, awięc zamykania się Oceanu Spokojnego. Według współczesnej teorii tektoniki płyt zamykanie się oceanów odbywa się poprzez zanurzanie się ich skorupy wstrefach subdukcji. Materiał skorupy oceanicznej przetapiany jest następnie w płaszczu Ziemi i po wielu milionach lat powraca na powierzchnię planety, tworząc nową skorupę oceaniczną. Prześwietlanie, czyli sejsmiczna tomografia skorupy i płaszcza Ziemi, pokazuje głębokie zanurzanie się płyty Farallon będącej częścią Pacyfiku.

 

Słabą stroną hipotezy ekspansjonizmu jest też to, że obejmuje ona jedynie okres od rozpadu Pangei, a Ziemia istnieje prawie 5 mld lat. Przed Pangeą kontynenty się przesuwały, oceany powstawały i zamykały się. Powstanie Pangei wiąże się z konsumpcją wczesnopaleozoicznych oceanów. Pozostałości tych oceanów są znane jako ofiolity zawierające kompleksy skał budujących skorupę oceaniczną. Klasyczne paleozoiczne ofiolity znane są między innymi z Nowej Fundlandii, Kornwalii czy Norwegii. Ofiolity Bayanchongor w Mongolii znajdują się w centralnej części kontynentu azjatyckiego, tysiące kilometrów od najbliższego oceanu. W Polsce ofiolity liczące sobie około 400 mln lat można podziwiać na szlakach turystycznych w masywie Ślęży.

 

Przeszłość

Różnorodne dane geologiczne, takie jak współczesne granice płyt, izochrony oceanicznych anomalii magnetycznych, linie spękań oceanicznych, dane batymetryczne, dane altymetryczne SEASAT i GEOSAT, granice oceanów i kontynentów oraz kontynentalne elementy tektoniczne, występowanie ofiolitów, magmowych skał stref kolizji, jak również dane paleomagnetyczne są zbierane w elektronicznym banku danych. W wyniku analizy zebranych informacji przy użyciu programów Plates, Paleomap i GPlates powstają mapy ilustrujące położenie dawnych kontynentów i oceanów. Ilustrują one geodynamiczną ewolucję Ziemi od powstania i rozrostu, tworzenia się oceanów, przez ich zamykanie, aż do łączenia się oraz kolizji kontynentów i tworzenie się nowych superkontynentów.

 

  • Gabra ofiolitu Bayanchongor, Mongolia. Gabra te stanowiły część tak zwanej oceanicznej serii ofiolitowej. We współczesnej skorupie oceanicznej warstwa zawierająca gabra osiąga miąższość ok. 5 km i znajduje się poniżej bazaltów i skał osadowych.

 

Paleogeografia Ziemi w ordowiku (485‒445 mln lat temu) diametralnie różniła się od geografii współczesnej. Południowa Ameryka, Afryka, Madagaskar, półwysep Dekan (czyli Indie), Antarktyka i Australia wchodziły w skład superkontynentu Gondwany. Nazwa ta pochodzi od plemienia Gondów z Indii. Superkontynent ten rozpościerał się wokół bieguna południowego i dlatego tworzyły się tu paleozoiczne zlodowacenia. Północno-wschodnia Europa wraz ze Skandynawią była samodzielnym kontynentem nazwanym Baltika (od Morza Bałtyckiego). Samodzielnymi kontynentami były również Syberia i Ameryka północna, czyli Laurencja (nazwa pochodzi od rzeki św. Wawrzyńca Laurencjusza).

 

Wczesny ordowik był okresem największego rozproszenia kontynentów i istnienia rozległych oceanów. Ocean Iapetus jest uważany za poprzednika oceanu Atlantyckiego. Jego nazwa pochodzi od postaci z mitologii greckiej – tytana Iapetusa, syna Uranosa i Gai (Ziemi). Wschodnim przedłużeniem Iapetusa był ocean paleoazjatycki znajdujący się pomiędzy kontynentami Gondwany i Syberii. Współcześnie widoczne ofiolity Bayanchongor w Mongolii reprezentują pozostałości podłoża oceanu paleoazjatyckiego, a ofiolity Mariańskich Łaźni w zachodnich Czechach reprezentują pozostałości podłoża oceanu Iapetus.Szacowanaodległość pomiędzy Gondwaną a Laurencją osiągnęła 5000 km.

 

  • Bazalty poduszkowe ofiolitu Bayanchongor, Mongolia. Bazalty tego rodzaju są utworzone przez lawy podwodnych erupcji wulkanicznych. Lawa, stygnąc, w zetknięciu z wodą morską tworzy charakterystyczne poduszkowe formy.

 

  • Gabra ofiolitu masywu Ślęży na Dolnym Śląsku.

 

We wczesnym ordowiku od Gondwany oddzieliła się część Polski, północne Niemcy, Ardeny, Anglia, Walia, południowa Irlandia, część nadmorskich prowincji Kanady i Nowej Anglii. Te kontynentalne fragmenty zwane są Awalonią (od półwyspu Avalon w Nowej Funlandii). Oddzielenie Awalonii od Gondwany wiązało się z powstaniem Oceanu Rei. Nazwa pochodzi od greckiej tytanidy Rei, która była siostrą Iapetusa i matką greckich bogów, Zeusa, Posejdona i innych.

 

Wzdłuż centralnej części Gondwany rozwinęła się strefa subdukcji, co bezpośrednio wpłynęło na dryft Awalonii. W sylurze ocean Iapetus został skonsumowany i zamknięty w wyniku kolizji Baltiki, Awalonii i Laurencji. Wypiętrzenie się gór, będące wynikiem tej kolizji, znane jest pod nazwą orogenezy kaledońskiej. Nazwa to pochodzi od Gór Kaledońskich w Szkocji.

 

W wyniku połączenia się mniejszych kontynentów w późnym sylurze powstał superkontynent Laurosja. Kolejna konsumpcja oceaniczna objęła Ocean Rei. Ocean ten był bardzo szeroki, rozciągał się pomiędzy Gondwaną, Laurosją i Syberią. Wówczas rozpoczęło się jego zamykanie, zakończone około 300 mln lat temu w karbonie. Powodem była kolizja Gondwany i Laurosji. Wypiętrzenie się gór będące jej wynikiem znane jest w Europie pod nazwą orogenezy waryscyjskiej, pochodzącej od mitycznego plemienia germańskiego Warysków, zamieszkujących w starożytności środkową Europę. Superkontynent Pangea, który pierwszy opisał Wegener, powstał w karbonie w wyniku tej orogenezy. Przez środek Pangei przebiegało potężne pasmo górskie, którego wysokość mogła przekraczać 10 km, więcej niż współczesne Himalaje. W cieniu gór tworzyły się pokłady węgla, od których nazwę wziął okres geologiczny karbon. Polskie Sudety należały do waryscyjskiego centralnego pasma górskiego Pangei. Ofiolity Ślęży reprezentują pozostałości podłoża zamkniętego oceanu Rei.

 

  • Kumulaty ofiolitów masywu Ślęży na Dolnym Śląsku. Kumulaty tworzyły się na skutek grawitacyjnej dyferencjacji magmy ultrazasadowej w najniższej części kompleksu ofiolitowego. We współczesnym podłożu oceanów skały ultrazasadowe reprezentują najwyższą część górnego płaszcza Ziemi.

 

Przyszłość

Opis i interpretacja przebiegu dawnych procesów geologicznych opiera się na zasadzie aktualizmu zwanego również uniformitarianizmem. Zasada ta, sformułowana na przełomie XVIII i XIX w. przez angielskich badaczy Ziemi Jamesa Huttona i Charlesa Lyella zakłada, że procesy fizyczne i chemiczne były w przeszłości podobne do dzisiejszych, co streszcza sformułowanie „teraźniejszość jest kluczem do przeszłości”. Ostatnio coraz częściej mówi się o zasadzie, że „przeszłość jest kluczem do przyszłości”. Ten odwrócony aktualizm geologiczny używany jest zwłaszcza przez geologów zabierających głos w dyskusji na temat globalnego ocieplenia. W przeszłości geologicznej zmiany temperatury były znacznie większe niż dzisiaj, a więc będą następować w przyszłości bez udziału człowieka, choć może on zmiany przyspieszyć. Odtworzenie historii powstawania i konsumpcji oceanów pozwala na przewidywanie ewolucji kontynentów i oceanów w przyszłości. Można więc założyć, że Ocean Spokojny zamknie się za około 200 mln lat.

 

Jan Golonka

 

  • Rys. 1.
    Globalna paleogeografia we wczesnym ordowiku. Widać superkontynent Godwany, rozciągający się wokół bieguna południowego, oraz kontynenty: Laurencja (Ameryka Północna), Baltika (północno-wschodnia Europa ze Skandynawią) i Syberia. Szeroki ocean Iapetus łączył się na wschodzie z oceanem paleoazjatyckim, którego skorupa reprezentowana jest przez ofiolity Bayanchongor. Wąski, tworzący się dopiero ocean Rei oddzielony jest od  lapetusa przez część Polski, północne Niemcy, Anglię, Walię, południową Irlandię, część nadmorskich prowincji Kanady i Nowej Anglii. Czarne trójkąciki oznaczają strefy subdukcji.
    Rys. 2.
    Globalna paleogeografia w późnym sylurze. Widać superkontynenty Laurosji i Gondwany oraz szeroki )Ocean Rei.
    Rys. 3.
    Globalna paleogeografia w późnym dewonie. Widać superkontynenty Laurosji i Gondwany, tworzącą się Pangeę, zwężony i zamykający się ocean Rei i powstający ocean Paleotetydy.
    Rys. 4.
    Globalna paleogeografia w późnym karbonie. Widać superkontynent Pangei z centralnym pasmem górskim i ocean Paleotetydy. Ocean Rei został skonsumowany; jego resztki są reprezentowane przez ofiolity Ślęży. 

 

Chcesz wiedzieć więcej?

Radomski A., Gasiński M.A. (2004). Elementy oceanologii. Wprowadzenie do środowisk morskich. Kraków: Wydawnictwo UJ,, 268 s.
Golonka J., Nawrocki J. (2017). Mapy położenia kontynentów w przeszłości geologicznej. Atlas geologiczny Polski (pod red. nauk. Jerzego Nawrockiego i Anny Becker). Warszawa: Państwowy Instytut Geologiczny-Państwowy Instytut Badawczy, s. 80–85.
https://zywaplaneta.pl


© Academia nr 1 (53) 2018

 

 

 

 

 

 

 

Oceń artykuł
(0 głosujących)

Tematy

agrofizyka antropologia jedzenia antropologia kultury antropologia społeczna archeologia archeometalurgia architektura Arctowski arteterapia astrofizyka astronomia badania interdyscyplinarne behawioryzm biochemia biologia biologia antaktyki biologia płci biotechnologia roślin borelioza botanika chemia chemia bioorganiczna chemia fizyczna chemia spożywcza cywilizacja demografia edukacja ekologia ekologia morza ekologia ssaków ekonomia energetyka energia odnawialna entomologia ERC 2018 etnolingwistyka etnomuzykologia etyka ewolucja fale grawitacyjne farmakologia filozofia finanse finansowanie nauki fizyka fizyka jądrowa gender genetyka geochemia środowiska geoekologia geofizyka geografia geologia geologia planetarna geoturystyka grafen historia historia idei historia literatury historia nauki historia sztuki humanistyka hydrogeologia hydrologia immunologia informatyka informatyka teoretyczna internet inżynieria inżynieria materiałowa inżynieria żywności język językoznawstwo kardiochirurgia klimatologia kobieta w nauce komentarz komunikacja kooperatyzm kosmologia kryptografia kryptologia kulinaria kultoznawstwo kultura kulturoznawstwo lingwistyka literatura literaturoznawstwo matematyka medycyna migracje mikrobiologia mineralogia mniejszości etniczne mniejszości narodowe modelowanie procesów geologicznych muzykologia mykologia na czasie nauka obywatelska neurobiologia neuropsychologia nowe członkinie PAN 2017 oceanografia ochrona przyrody orientalistyka ornitologia otolaryngologia paleobiologia paleobotanika paleogeografia paleolimnologia paleontologia palinologia parazytologia PIASt politologia polityka społeczna polska na biegunach prawo protonoterapia psychologia psychologia zwierząt punktoza Puszcza Białowieska robotyka rozmowa „Academii” seksualność slawistyka smog socjologia stratygrafia szczepienia sztuka technologia wieś w obiektywie wulkanologia zastosowania zdrowie zoologia zwierzęta źródła energii żywienie

Komentarze

O serwisie

Serwis naukowy prowadzony przez zespół magazynu Academia PAN.Academia Zapraszamy do przysyłania informacji o badaniach, aktualnie realizowanych projektach naukowych oraz imprezach popularyzujących naukę.

 

Dla użytkowników: Regulamin

Pliki cookies

Informujemy, że używamy ciasteczek (plików cookies) w celu gromadzenia danych statystycznych, emisji reklam oraz prawidłowego funkcjonowania niektórych elementów serwisu. Pliki te mogą być umieszczane na Państwa urządzeniach służących do odczytu stron, a korzystając z naszego serwisu wyrażacie Państwo zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki.

Więcej informacji o celu używania i zmianie ustawień ciasteczek w przeglądarce: TUTAJ

Kontakt

  • pisz:

    Redakcja serwisu online
    Academia. Magazyn Polskiej Akademii Nauk
    PKiN, pl. Defilad 1, pok. 2110
    (XXI piętro)
    00-901 Warszawa

  • dzwoń:

    tel./fax (+48 22) 182 66 61 (62)

  • ślij:

    e-mail: academia@pan.pl