У Микрогалерији ЦПН у понедељак, 4. септембра отвара се интерактивна изложба о геолошкој прошлости Земље
Динамична планета Земља
Сматра се да је планета Земља настала пре око 4,5 милијарди година и на самом почетку свог живота била је састављена од ужарене масе растопљених стена. Ипак, на Земљи су убрзо започела два веома важна процеса – одвајање тешких и лаких елемената унутар те магме (геохемијска диференцијација) и хлађење. Последице та два процеса су многобројне – на основу њих Земља је задобила зонарну грађу, а процес хлађења одржава је живом. Зато се Земља и назива динамичном планетом.
Чињеницу да Земља има зонарну грађу, са хладном и чврстом кором и веома топлим језгром у коме температурa достижe и до 6000 степени, да је кора издељена на неколико тектонских плоча и да је неравномерно хлађење Земље разлог најочигледнијих манифестација њене динамичности – вулкана и земљотреса, геолози су открили пре мање од 100 година. Завирите и ви у ове процесе и погледајте како се и због чега они одвијају.
Унутрашња грађа Земље
Унутрашњост Земље гради неколико сфера различитих хемијских и физичко-механичких карактеристика, које су последица геохемијске диференцијације и хлађења. До сазнања о Земљиној слојевитој грађи дошло се индиректним путем, на основу кретања сеизмичких таласа изазваних земљотресима. Главне сфере у унутрашњости Земље су – Земљина кора, омотач и језгро.
Земљина кора је површински, чврст и хладан омотач који изграђује континенте и океанско дно. Доња граница Земљине коре према омотачу се назива Мохоровичићев дисконтинуитет и то је подручје где се сеизмички таласи преламају и настављају да се крећу наниже значајно различитим брзинама. Дубина до Мохоровичићевог дисконтинуитета је променљива, тако да на континентима она износи у просеку 30 до 70 км, док је испод океанског дна на знатно мањој дубини, од 3 до 7 км. Земљина кора испод континената и океана се битно разликује у погледу дебљине, састава, начина постанка и старости, па се, с тим у вези, разликују два типа коре – континентална и океанска.
Омотач је, према физичко-механичким карактеристикама, условно подељен на два слоја – горњи и доњи. Цео омотач је у чврстом стању. Ипак, због значајно већег притиска у доњем делу, сеизмички таласи се кроз тај део брже крећу. Горњи део горњег омотача заједно са Земљином кором чини литосферу. Испод литосфере налази се веома важан слој, астеносфера. Астеносфера је такође у чврстом стању, али се у овој зони дешавају конвекциона струјања материје, за која се сматра да су главни узрочник померања тектонских плоча Земљине коре. Доњи део омотача је у чврстом стању, а његова доња граница, која се назива Вихерт-Гутенбергов дисконтинуитет, означава улазак у Земљино језгро и на дубини је од око 2900 км. На Вихерт-Гутенберговом дисконтинуитету дешава се значајна промена у кретању сеизмичких таласа – попречни (смичући) сеизмички таласи након ове границе не настављају даље своје кретање кроз језгро Земље, већ се на њој одбијају.
Земљино језгро се простире од Вихерт-Гутенберговог дисконтинуитета до центра Земље – око 3500 км. Језгро је састављено од тешких елемената, где доминира мешавина гвожђа и никла. На основу физичко-механичких карактеристика, језгро се дели на два дела – спољашње и унутрашње језгро. Спољашње језгро је у течном стању и сматра се да је кретање материје унутар спољашњег језгра Земље узрок постојања магнетног поља Земље. Унутрашње језгро Земље је највероватније у чврстом стању и има велику густину – како услед свог хемијског састава, тако и услед великих притисака који тамо владају. Новије студије показују да је, осим гвожђем и никлом, унутрашњи део језгра вероватно обогаћен и златом, платином, као и другим сидерофилним елементима (онима који „прате“ гвожђе).
Тектонске плоче – вулкани и земљотреси
Услед своје дуге еволуције, Земљина кора никада није формирана као јединствени површински омотач целе Земље, већ је састављена из више различитих целина, које се називају тектонским плочама. Тектонских плоча на Земљи има преко 20, али се обично наводи 6 великих и 6 мањих. Једино је Пацифичка плоча изграђена искључиво од океанске коре, док су све остале плоче изграђене једним делом од континенталне, а другим од океанске коре.
Границе између тектонских плоча су места где је најлакши пут ослобађања топлоте – управо због тога се највећи број вулкана налази дуж граница тектонских плоча или близу њих. Најочигледнији пример оваквог распореда вулкана су границе Пацифичке плоче према осталим тектонским плочама које је окружују. Ово подручје се, због тога, назива „Ватрени појас Пацифика“. Вулкани се, наравно, могу јавити и дубоко унутар тектонских плоча, када се њихово постојање објашњава аномалним ослобађањем топлоте на местима која се називају „вруће тачке“.
Највећи број земљотреса и, што је још важније, највећи број веома јаких земљотреса, такође се дешава на границама тектонских плоча или врло близу њих. С обзиром на то да су тектонске плоче у сталном покрету, трење између њих производи велики притисак, који се акумулира у стенама, а када стена не може више да се напреже, она пуца и притом се ослобађа акумулирана енергија, односно земљотрес. Највећи притисак се на овај начин акумулира на границама великих тектонских плоча које се сударају, јер су ту трења између плоча највећа. Јаки земљотреси се могу дешавати и ван граница тектонских плоча, јер се притисак преноси кроз стену у унутрашњост континента. Ипак, овакви земљотреси никада не могу достићи такве магнитуде које имају земљотреси који настају на границама плоча које се сударају.
Кретање континената
Услед хлађења Земље, те чињенице да се унутар планете топлота преноси конвекционим кретањем материје, тектонске плоче на Земљи су у сталном покрету. Оне се међусобно сударају, удаљавају или мимоилазе. Иако су сличности између обала Африке и Јужне Америке примећене и раније и чак су направљене скице где су ова два континента спојена, теорију о померању континената први је формулисао немачки геофизичар и метеоролог Алфред Вегенер 1912. године. Ова теорија била је основа за формулисање теорије тектонике плоча, што је учињено тек шездесетих година двадесетог века, након сазнања о ширењу океанског дна. Теорија тектонике плоча је глобална теорија која објашњава кретање великих тектонских плоча на Земљи, али и осталих геолошких процеса.
Сматра се да је кретање тектонских плоча било такво да су оне током историје неколико пута формирале велике континенталне масе окружене океанима.
Текст: др Ана Младеновић, геолог
- У периоду перма, пре око 250 милиона година, на Земљи је постојао јединствени континент, који се назива Пангеа (у преводу са грчког – сва земља), а који је био окружен океаном званим Панталаса (у преводу са грчког – свe море).
- У периоду тријаса, пре око 200 милиона година, Пангеа је одвојена на две веће континенталне масе – Лауразију на северу и Гондвану на југу.
- У периоду јуре, пре око 150 милиона година, настављен је развој Атланског океана чије је формирање почело нешто раније. Атлански океан одвојио је Северну и Јужну Америку од евроазијског и афричког континента.
- Током периода креде, пре око 100 милиона година, индијски, аустралијски и антарктички континент одвoјили су се од афричког. Индијска континентална плоча започела је своје кретање према северу – евроазијској плочи.
- Пре око 50 милиона година, крајем креде и почетком кенозоика, континенталне масе су практично заузеле положаје које имају и данас. Током кенозоика се Индија сударила са Евроазијом, што је узроковало настанак Хималаја. Африка је наставила своје кретање ка северу, што је у Европи довело до формирања Алпа, Динарида и Хеленида. Јужна Америка наставила је своје кретање ка северу.