Jūros dugno plitimas: vandenynų plutos formavimas, mechanizmas ir greitis
Jūros dugno plitimas: sužinokite, kaip formuojasi vandenynų pluta, mechanizmas, plitimo greičiai (greiti, vidutiniai, lėti) ir poveikis kontinentų dreifui.
Jūros dugno plitimas vyksta vandenyno dugne judant tektoninėms plokštėms. Jūros dugnas juda ir kartu su savimi neša žemynus: keterose vandenynų viduryje susidaro nauja vandenynų pluta. Jūros dugno plitimą skatinanti jėga yra tektoninių plokščių trauka, o ne magmos slėgis, nors plitimo keterose magmos aktyvumas dažnai būna didelis ir formuoja naujus uolienų vienetus.
Kaip vyksta plitimas (mechanizmas)
Plitimo keterose medžiaga iš viršutinės mantijos kyla per lūžius tarp vandenynų plokščių. Vidurio Atlanto keteroje (ir kitose vietose) šiltas pusiau lydytas mantijos kamštis kyla link paviršiaus, iš dalies išeina kaip magma ir užpildo spragas tarp besiskiriančių plokščių. Kai plokštės tolsta viena nuo kitos, ši medžiaga suformuoja naują plutą – bazaltinį dangą, kuris lėtai tolsta nuo keteros į abi puses.
Šio proceso variklis yra konvekciniai judesiai silpnoje viršutinėje mantijoje, arba astenosferoje, bei plokščių tarpusavio jėgos. Ankstesnėse teorijose (pvz., Alfredo Wegenerio) apie žemynų dreifą buvo teigiama, kad žemynai "plukdomi" per vandenyną. Pagal šiuolaikinę idėją vandenyno dugnas pats juda ir neša žemynus kartu su savimi, nes plečiasi nuo vandenyno vidurio keteros. Šį reiškinį sukelia konvekcija silpnoje viršutinėje mantijoje.
Struktūra ir uolienos
Plitimo zonoje susidaro tipiška uolienų seka: ant paviršiaus — bazaltinės lavos (dažnai pillow tipo), po jomis — „sheeted dikes“ (vertikalios magmos injekcijos), toliau gilesnėje zonoje — gabrro plutonas, o dar giliau — mantijos peridotitai. Tokia seka dažnai vadinama ophiolite komplektu, kai vandenyno plutą vėliau iškelia arba įrėmina kontinentinė tektonika.
Hidroterminiai procesai ir gyvybė
Plitimo keterų regionuose dažnai susidaro hidroterminiai šaltiniai (juodieji kaminai), kurių karšti, mineralais prisotinti vandenys palaiko unikalius chemosintetinius ekosistemas. Šie kaminai reiškia intensyvų cheminį ir šilumos mainą tarp mantijos/magmos ir jūros vandens.
Įrodymai, patvirtinantys jūros dugno plitimą
- Magnetinės juostos: sunešioje plutoje registruojami periodiniai Žemės magnetinio lauko reversijos, kurios sudaro simetriškas magnetinių anomalijų juostas abipus keteros.
- Amžių pasiskirstymas: vandenyno plutos amžius didėja tolstant nuo keteros — jauniausia pluta yra prie vidurio keteros.
- Šilumos srautas: didesnis šilumos srautas ir magminių procesų aktyvumas ties keteromis, mažėja toliau nuo jų.
- Žemės drebėjimų išsidėstymas: seismiškumas sutelktas plokščių ribose — keterose, transformuojančiose ir subdukcijos zonomis.
- GPS ir palydoviniai matavimai: tiesiogiai matomas plokščių judėjimas ir plitimo greičiai.
Plitimo greitis ir jo reikšmė
Plitimo greitis lemia keteros morfologiją ir magminę veiklą. Dažniausiai skiriamos trys kategorijos:
- Greitos keteros: > 9 cm per metus. Pavyzdys – East Pacific Rise. Tokios keteros būna plačios, su aiškiai išreikšta ašine kalnagūbrio forma ir intensyvia magmatine veikla.
- Vidutinio greičio keteros: 4–9 cm per metus. Tokios keteros turi mišrius bruožus tarp greitųjų ir lėtųjų.
- Lėtai plintančios keteros: < 4 cm per metus. Pavyzdys – Vidurio Atlanto keteroje. Jos dažnai turi gilias vidines riftines slėnijas ir ryškesnę blokinę topografiją.
Greitas plitimas dažnai sukelia daugiau skystos magmos ir lygesnį dugną, o lėtas – didesnį plyšių, kalnelių ir riftinių slėnių išvystymą. Nustatant greitį naudojami GPS duomenys, palydoviniai matavimai ir magnetinių juostų analizė.
Subdukcija ir plutos perdirbimas
Plitimas yra tik viena tektoninės plokštės gyvavimo dalis. Vandenynų įdubose jūros dugno pluta slenka žemyn ir po žemynine pluta, taip ji grįžta į mantiją per subdukcijos zonas. Šis plutos „perdirbimas“ užbaigia grandinę, leidžiančią ilgainiui išlaikyti plokščių kinematiką ir paaiškinti kontinentų dreifą bei žemyno formų pokyčius plokščių tektonikoje.
Santrauka
Jūros dugno plitimas yra pagrindinis mechanizmas, kuriuo susidaro nauja vandenyno pluta ir kuriuo paaiškinamas kontinentų dreifas plokščių tektonikoje. Jį lemia mantijos konvekcija, plokščių trauka ir susiję magminiai procesai. Plitimo greitis ir geologiniai procesai ties keteromis formuoja vandenynų dugno morfologiją, magminių uolienų sudėtį ir net unikalius jūrų ekosistemų tipus.
Plitimas vandenyno vidurio keteroje
Vandenyno keteros schema
Vidurio vandenynų keterų pasiskirstymas pasaulyje: bendras vaizdas.
Vandenynų plutos amžius: jauniausia (raudona) yra palei plitimo centrus
Vandenyno vidurio keteros
Vidurio vandenyno keteros yra povandeninė kalnų sistema. Ją sudaro kalnų grandinės, o palei jos stuburą driekiasi plyšinis slėnis, susidaręs dėl plokščių tektonikos. Vandenyno vidurio keteros žymi ribą tarp dviejų besiskiriančių tektoninių plokščių. Vandenyno vidurio keterą sudaro divergentinė riba.
Pasaulio vandenyno vidurio keteros yra sujungtos ir sudaro vieną pasaulinę vandenyno vidurio keterų sistemą, kuri yra kiekvieno vandenyno dalis. Vidurinio vandenyno keterų sistema yra ilgiausia pasaulyje kalnų grandinė. Šios ištisinės kalnų grandinės ilgis yra 65 000 km (40 400 mylių). Ji kelis kartus ilgesnė už Andų kalnus - ilgiausią žemyninę kalnų grandinę. Bendras vandenyno keterų sistemos ilgis yra 80 000 km (49 700 mylių).
Kaip tai veikia
Vidurio vandenyno keteros yra geologiškai aktyvios, nes vandenyno dugne ir plutoje ties keterų ašimis ir netoli jų esančiuose plyšiuose nuolat iškyla nauja magma. Susikristalizavusi magma formuoja naują bazalto ir gabro plutą.
Po jūros dugnu esančios uolienos, sudarančios plutą, yra jauniausios ties keteros ašimi ir sensta vis labiau tolstant nuo jos. Prie ašies ir netoli jos dėl dekompresinio lydymosi Žemėje esančioje mantijoje atsiranda nauja bazaltinės sudėties magma.
Vandenynų pluta sudaryta iš uolienų, kurios yra daug jaunesnės už pačią Žemę: vandenynų pluta vandenynų baseinuose visur yra jaunesnė nei 200 mln. metų. Vandenynų keterose pluta nuolat "atsinaujina". Tolstant nuo vandenyno keteros vidurio, vandenyno gylis palaipsniui didėja; didžiausias gylis yra vandenynų įdubose. Vandenyno plutai tolstant nuo keteros ašies, po ja esantis mantijos peridotitas atvėsta ir tampa standesnis. Pluta ir po ja esantis palyginti standus peridotitas sudaro vandenynų litosferą.
Lėtai besiplečiančios keteros, tokios kaip Vidurio Atlanto keteros, pasižymi dideliais ir plačiais plyšių slėniais, kartais net 10-20 km pločio, o keteros keteros keteros keteros šlaitas yra labai raižytas. Priešingai, sparčiai plintančios keteros, pavyzdžiui, Rytų Ramiojo vandenyno keteros, yra siauros, aštrios įpjovos, apsuptos apskritai plokščio reljefo, kuris daugelį šimtų kilometrų nusileidžia nuo keteros.
Klausimai ir atsakymai
Klausimas: Kas yra jūros dugno plitimas?
A: Jūros dugno plitimas - tai procesas, vykstantis vandenyno dugne, kai tektoninės plokštės atsiskiria viena nuo kitos. Joms judant susidaro nauja vandenyno pluta, o žemynai perkeliami kartu su ja.
K: Kas lemia jūros dugno plitimą?
A: Jūros dugno plitimo keteras skatina tektoninių plokščių trauka, o ne magmos slėgis, nors paprastai plitimo keterose magmos aktyvumas yra didelis. Be to, prie šio reiškinio prisideda ir konvekcija silpnoje viršutinėje mantijoje arba astenosferoje.
K: Kur vyksta jūros dugno plitimas?
A.: Jūros dugno plitimas daugiausia vyksta vandenynų viduryje esančiose keterose ir įdubose prie žemynų plutos.
K: Kaip greitai vyksta jūros dugno plitimas?
A: Jūros dugno plitimo greitis priklauso nuo to, ant kokio keteros tipo keteros jis vyksta; greitųjų keterų plitimo greitis yra didesnis nei 9 cm per metus, vidutinių keterų - 4-9 cm per metus, o lėtai plintančių keterų - mažesnis nei 4 cm per metus.
K: Kaip plitimu jūros dugnu galima paaiškinti žemynų dreifą?
A. Jūros dugno plitimas padeda paaiškinti žemynų dreifą plokščių tektonikoje, nes rodo, kad vandenyno dugnui tolstant nuo vidurio vandenyno keteros, jis plečiasi ir kartu su savimi neša žemynus. Ši šiuolaikinė idėja pakeitė ankstesnes teorijas (pvz., Alfredo Wegenerio), kurios teigė, kad žemynai "plukdomi" per vandenyną.
K: Kokia buvo Alfredo Vegenerio teorija apie žemynų dreifą?
A: Alfredo Vegenerio teorija apie žemynų dreifą buvo ta, kad žemynai "plukdomi" per vandenyną, o ne nešami judančio vandenyno dugno, kaip teigia šiuolaikinės teorijos.
Ieškoti