Orogenija (kalnų susidarymas): procesai, tipai ir pavyzdžiai

Orogenija: supraskite kalnų susidarymo procesus, tipus ir įdomiausius pavyzdžius — Andai, Alpės, Himalajai, Havajai ir Siera Nevada.

Orogenija – tai platesnė daugialypė geologinių procesų visuma, vedanti prie kalnų susidarymo. Pagrindinis mechanizmas yra tektoninių plokščių sąveika: plokščių judėjimas sukelia plutos suspaudimą, storėjimą, pakilimą ir dažnai intensyvų uolienų perdarymą. Šie procesai bendrai vadinami orogenezė (kartais rašoma ir orogeneze) ir apima plutos deformaciją (plėšimą, vyniojimą, nuosėdų sulankstymą), nuosėdų įterpimus, metamorfizmą, magmatizmą, kalnų stūmimą ir eroziją. Orogenija vyksta per milijonus — kartais dešimtis ar šimtus milijonų — metų ir gali formuoti ilgas, kompleksines kalnų grandines bei litosferos struktūras.

Dažna priežastis – susiliejanti riba:

• Kai žemynas yra virš vandenyno plokštės (nesusidūręs):
• Andai Pietų Amerikoje
• Ten, kur susilieja (susiduria) dvi žemyninės plokštės:
• Alpės
• Himalajai

Šiose zonose dažnai vyksta plutos suslenkimas ir sutankinimas: vandenybinė plokštė nuslenka po kitos (subdukcija), susidaro ugnikalnių juostos, kalnų grandinės ir akumuliacinės atodangos. Susidūrus dviem žemyninėms plokštėms, pluta negali viena kitos „nuslėgti“, todėl stipriai storėja, sulankstoma ir kyla didžiausios žemės viršukalnės.

Kita, rečiau pasitaikanti priežastis - kai plokštė juda per karštąjį Žemės mantijos tašką. Tokiu atveju mantijos plokštės šiluma ir magmos pratekėjimas sukelia vulkaninę veiklą bei vietinį pakilimą. Pavyzdžiai:

• Havajų salų grandinė
• Yellowstone'o nacionalinis parkas

Tokie karštųjų taškų (hotspot) režimai sukelia ugnikalnių grandines arba stiprų vietinį magmatizmą; sūkuriai ir plokščių judėjimas lemia, kad išsidėstymo amžius keičiasi, taigi galima sekti plokštės judėjimo istoriją pagal ugnikalnių amžių.

Egzistuoja trečiasis procesas, vadinamas atsisluoksniavimu. Čia nestabili šaltosios litosferos šaknies nestabilioji dalis nuteka į mantiją, sumažindama litosferos tankį ir sukeldama plūduriuojantį kilimą. Šis mechanizmas gali paskatinti greitą pakilimą, šiluminį pertvarkymą ir magmatizmą. Pavyzdys:

• Siera Nevada Kalifornijoje.

Be šių pagrindinių mechanizmų, kalnų susidarymui įtakos turi ir kiti veiksniai:

• litosferos arkos ir plokštelių nustumai (slab rollback),
• akrecija — prie plutos pridedant medžiagą (nuosėdas, mikroskyles),
• magmatinė intruzija — dideli plutoniniai kūnai (batholith'ai) sustiprina ir pakelia plutos dalis,
• stebimas erozijos ir izostatinio pripučiavimo (isostazės) santykis, kuris formuoja dabartinį reljefą.

Skirtingos sritys, pavyzdžiui, vandenyno vidurio keteros ir Rytų Afrikos riftas, turi kalnus dėl šiluminio plūdrumo, kurį sukelia po jais esanti karšta mantija, stumianti juos į viršų. Šis šiluminis plūdrumas vadinamas dinamine topografija. Tokios struktūros susijusios su žemės plutos išsiplėtimu (spreading), riftu ir vietiniu pakilimu, o procesus lydi vulkanizmas ir tektoniniai plyšiai.

Pavyzdžiai ir trumpi paaiškinimai:

• Andai — ilgiausia žemyno kalnų juosta, susidarė subdukcijos zonoje, kartu vyksta aktyvus vulkanizmas ir pluta storėja.
• Alpės — pavyzdys žemynų susidūrimo, kuriame vyko intensyvus plutos sutankinimas, sulankstymas ir metamorfizmas.
• Himalajai — didžiausias žemynų susidūrimo rezultatas; čia pluta storėja iki didžiulių sluoksnių ir vyksta nuolatinis aukštėjimas.
• Havajų — rodo, kaip plokštė juda virš karšto taško, sudarant eilę laiko tėkmėje jaunėjančių ugnikalnių.
• Yellowstone'o pavyzdys — didelis karštasis taškas, sukelia geoterminę veiklą ir vietinį pakilimą.
• Siera Nevada — pavyzdys, kurio geodinaminė istorija apima ir atsišluoksniavimą, ir intruzinį magmatizmą.
• Rytų Afrikos riftas — pavyzdys, kaip plyšimas ir plutos tirpimas gali vesti prie naujos plokštės formavimosi ir vulkanizmo.
• Vandenyno vidurio keteros — formuojasi dėl plutos skverbimosi ir mantijos pakilimo, jas lydi nauja plutos danga bei kalvelių reljefas.

Kalnų susidarymas turi ir platesnes pasekmes: jis keičia klimatą (orografijos ir vėjo srautų pokyčiai), sukuria skirtingas ekosistemas ir biologinę įvairovę, veikia drėkinimą (upės, baseinai) bei žmogaus veiklą (resursai, pavojai, pritaikymas). Geologai orogenijas tiria naudodami žemės drebėjimų stebėjimus, geodezinius matavimus (GPS), uolienų datavimą ir geofizinius tyrimus, kad suprastų procesų tempą, mechanizmus ir plokščių judėjimo istoriją.

Santrauka: orogenija apima platų mechanizmų spektrą — nuo subdukcijos juostų ir žemynų susidūrimo iki karštųjų taškų ir atsišluoksniavimo — ir yra pagrindinis būdas, kuriuo formuojasi didžiausios Žemės reljefo savybės. Šie procesai vyksta ilgą geologinį laiką, juos lemia tiek litosferos ir mantijos dinamika, tiek žemės paviršiaus erozija ir izostatinės reakcijos.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra orogenija?

K: Kokios yra kai kurios įprastos orogenijos priežastys?

K: Ar yra dar vienas su orogeneze susijęs procesas?

Klausimas: Ar yra delaminacijos pavyzdžių?

K: Ar yra kitų būdų, kaip gali susidaryti kalnai, išskyrus orogeniją?

K.: Kokio tipo riba dažnai lemia orogenų susidarymą?

Paieška pagal raidę