U Mikrogaleriji CPN u ponedeljak, 4. septembra otvara se interaktivna izložba o geološkoj prošlosti Zemlje
Dinamična planeta Zemlja
Smatra se da je planeta Zemlja nastala pre oko 4,5 milijardi godina i na samom početku svog života bila je sastavljena od užarene mase rastopljenih stena. Ipak, na Zemlji su ubrzo započela dva veoma važna procesa – odvajanje teških i lakih elemenata unutar te magme (geohemijska diferencijacija) i hlađenje. Posledice ta dva procesa su mnogobrojne – na osnovu njih Zemlja je zadobila zonarnu građu, a proces hlađenja održava je živom. Zato se Zemlja i naziva dinamičnom planetom.
Činjenicu da Zemlja ima zonarnu građu, sa hladnom i čvrstom korom i veoma toplim jezgrom u kome temperatura dostiže i do 6000 stepeni, da je kora izdeljena na nekoliko tektonskih ploča i da je neravnomerno hlađenje Zemlje razlog najočiglednijih manifestacija njene dinamičnosti – vulkana i zemljotresa, geolozi su otkrili pre manje od 100 godina. Zavirite i vi u ove procese i pogledajte kako se i zbog čega oni odvijaju.
Unutrašnja građa Zemlje
Unutrašnjost Zemlje gradi nekoliko sfera različitih hemijskih i fizičko-mehaničkih karakteristika, koje su posledica geohemijske diferencijacije i hlađenja. Do saznanja o Zemljinoj slojevitoj građi došlo se indirektnim putem, na osnovu kretanja seizmičkih talasa izazvanih zemljotresima. Glavne sfere u unutrašnjosti Zemlje su – Zemljina kora, omotač i jezgro.
Zemljina kora je površinski, čvrst i hladan omotač koji izgrađuje kontinente i okeansko dno. Donja granica Zemljine kore prema omotaču se naziva Mohorovičićev diskontinuitet i to je područje gde se seizmički talasi prelamaju i nastavljaju da se kreću naniže značajno različitim brzinama. Dubina do Mohorovičićevog diskontinuiteta je promenljiva, tako da na kontinentima ona iznosi u proseku 30 do 70 km, dok je ispod okeanskog dna na znatno manjoj dubini, od 3 do 7 km. Zemljina kora ispod kontinenata i okeana se bitno razlikuje u pogledu debljine, sastava, načina postanka i starosti, pa se, s tim u vezi, razlikuju dva tipa kore – kontinentalna i okeanska.
Omotač je, prema fizičko-mehaničkim karakteristikama, uslovno podeljen na dva sloja – gornji i donji. Ceo omotač je u čvrstom stanju. Ipak, zbog značajno većeg pritiska u donjem delu, seizmički talasi se kroz taj deo brže kreću. Gornji deo gornjeg omotača zajedno sa Zemljinom korom čini litosferu. Ispod litosfere nalazi se veoma važan sloj, astenosfera. Astenosfera je takođe u čvrstom stanju, ali se u ovoj zoni dešavaju konvekciona strujanja materije, za koja se smatra da su glavni uzročnik pomeranja tektonskih ploča Zemljine kore. Donji deo omotača je u čvrstom stanju, a njegova donja granica, koja se naziva Vihert-Gutenbergov diskontinuitet, označava ulazak u Zemljino jezgro i na dubini je od oko 2900 km. Na Vihert-Gutenbergovom diskontinuitetu dešava se značajna promena u kretanju seizmičkih talasa – poprečni (smičući) seizmički talasi nakon ove granice ne nastavljaju dalje svoje kretanje kroz jezgro Zemlje, već se na njoj odbijaju.
Zemljino jezgro se prostire od Vihert-Gutenbergovog diskontinuiteta do centra Zemlje – oko 3500 km. Jezgro je sastavljeno od teških elemenata, gde dominira mešavina gvožđa i nikla. Na osnovu fizičko-mehaničkih karakteristika, jezgro se deli na dva dela – spoljašnje i unutrašnje jezgro. Spoljašnje jezgro je u tečnom stanju i smatra se da je kretanje materije unutar spoljašnjeg jezgra Zemlje uzrok postojanja magnetnog polja Zemlje. Unutrašnje jezgro Zemlje je najverovatnije u čvrstom stanju i ima veliku gustinu – kako usled svog hemijskog sastava, tako i usled velikih pritisaka koji tamo vladaju. Novije studije pokazuju da je, osim gvožđem i niklom, unutrašnji deo jezgra verovatno obogaćen i zlatom, platinom, kao i drugim siderofilnim elementima (onima koji „prate“ gvožđe).
Tektonske ploče – vulkani i zemljotresi
Usled svoje duge evolucije, Zemljina kora nikada nije formirana kao jedinstveni površinski omotač cele Zemlje, već je sastavljena iz više različitih celina, koje se nazivaju tektonskim pločama. Tektonskih ploča na Zemlji ima preko 20, ali se obično navodi 6 velikih i 6 manjih. Jedino je Pacifička ploča izgrađena isključivo od okeanske kore, dok su sve ostale ploče izgrađene jednim delom od kontinentalne, a drugim od okeanske kore.
Granice između tektonskih ploča su mesta gde je najlakši put oslobađanja toplote – upravo zbog toga se najveći broj vulkana nalazi duž granica tektonskih ploča ili blizu njih. Najočigledniji primer ovakvog rasporeda vulkana su granice Pacifičke ploče prema ostalim tektonskim pločama koje je okružuju. Ovo područje se, zbog toga, naziva „Vatreni pojas Pacifika“. Vulkani se, naravno, mogu javiti i duboko unutar tektonskih ploča, kada se njihovo postojanje objašnjava anomalnim oslobađanjem toplote na mestima koja se nazivaju „vruće tačke“.
Najveći broj zemljotresa i, što je još važnije, najveći broj veoma jakih zemljotresa, takođe se dešava na granicama tektonskih ploča ili vrlo blizu njih. S obzirom na to da su tektonske ploče u stalnom pokretu, trenje između njih proizvodi veliki pritisak, koji se akumulira u stenama, a kada stena ne može više da se napreže, ona puca i pritom se oslobađa akumulirana energija, odnosno zemljotres. Najveći pritisak se na ovaj način akumulira na granicama velikih tektonskih ploča koje se sudaraju, jer su tu trenja između ploča najveća. Jaki zemljotresi se mogu dešavati i van granica tektonskih ploča, jer se pritisak prenosi kroz stenu u unutrašnjost kontinenta. Ipak, ovakvi zemljotresi nikada ne mogu dostići takve magnitude koje imaju zemljotresi koji nastaju na granicama ploča koje se sudaraju.
Kretanje kontinenata
Usled hlađenja Zemlje, te činjenice da se unutar planete toplota prenosi konvekcionim kretanjem materije, tektonske ploče na Zemlji su u stalnom pokretu. One se međusobno sudaraju, udaljavaju ili mimoilaze. Iako su sličnosti između obala Afrike i Južne Amerike primećene i ranije i čak su napravljene skice gde su ova dva kontinenta spojena, teoriju o pomeranju kontinenata prvi je formulisao nemački geofizičar i meteorolog Alfred Vegener 1912. godine. Ova teorija bila je osnova za formulisanje teorije tektonike ploča, što je učinjeno tek šezdesetih godina dvadesetog veka, nakon saznanja o širenju okeanskog dna. Teorija tektonike ploča je globalna teorija koja objašnjava kretanje velikih tektonskih ploča na Zemlji, ali i ostalih geoloških procesa.
Smatra se da je kretanje tektonskih ploča bilo takvo da su one tokom istorije nekoliko puta formirale velike kontinentalne mase okružene okeanima.
Tekst: dr Ana Mladenović, geolog
- U periodu perma, pre oko 250 miliona godina, na Zemlji je postojao jedinstveni kontinent, koji se naziva Pangea (u prevodu sa grčkog – sva zemlja), a koji je bio okružen okeanom zvanim Pantalasa (u prevodu sa grčkog – sve more).
- U periodu trijasa, pre oko 200 miliona godina, Pangea je odvojena na dve veće kontinentalne mase – Lauraziju na severu i Gondvanu na jugu.
- U periodu jure, pre oko 150 miliona godina, nastavljen je razvoj Atlanskog okeana čije je formiranje počelo nešto ranije. Atlanski okean odvojio je Severnu i Južnu Ameriku od evroazijskog i afričkog kontinenta.
- Tokom perioda krede, pre oko 100 miliona godina, indijski, australijski i antarktički kontinent odvojili su se od afričkog. Indijska kontinentalna ploča započela je svoje kretanje prema severu – evroazijskoj ploči.
- Pre oko 50 miliona godina, krajem krede i početkom kenozoika, kontinentalne mase su praktično zauzele položaje koje imaju i danas. Tokom kenozoika se Indija sudarila sa Evroazijom, što je uzrokovalo nastanak Himalaja. Afrika je nastavila svoje kretanje ka severu, što je u Evropi dovelo do formiranja Alpa, Dinarida i Helenida. Južna Amerika nastavila je svoje kretanje ka severu.