1980 pl.pdf

35 B 1980 SPRAWOZDANIA WROCŁAWSKIEGO TOWARZYSTWA NAUKOWEGO, s. 13-19

POSIEDZENIE DNIA 13 MARCA 1980

JAN KOZIAR

Ekspansja den oceanicznych i jej związek

z hipotezą ekspansji Ziemi

Komunikat

Problem rozwoju litosfery oceanicznej

Problem rozwoju litosfery oceanicznej został postawiony w całej rozciągłości w latach pięćdziesiątych

w związku z nawrotem do teorii Wegenera. Jest oczywiste, że rozsuwanie się kontynentów, jakie zachodzi

w myśl tej teorii, musi być związane z tworzeniem się nowej skorupy oceanicznej. Proces ten udało się

stosunkowo szybko rozpoznać i opracować w latach 1955-1968 w wyniku połączonych wysiłków uczo-

nych zajmujących się geologią i geoizyką den oceanicznych. Okazało się, że litosfera oceaniczna narasta

wyłącznie na grzbietach oceanicznych, tj. na podwodnych wypiętrzeniach połowiących generalnie odległo-

ści między kontynentami (rys. 1). Jak widać na poniższym rysunku, litosfera pomiędzy kontynentami jest

rozrywana poniżej szczeliny ryftowej, a powstające zluźnienie jest stale zabliźniane dopływającą z dołu

magmą.

Rys. 1. Schemat rozwoju litosfery oceanicznej.

W ten sposób litosfera oceaniczna składa się z szeregu pionowych „słojów” przyrostu, których wiek

wzrasta, począwszy od ryftu, w kierunku obu sąsiednich kontynentów. Powyższy proces udało się w pełni

udowodnić wyznaczając przy tym wiek poszczególnych „słojów”. W konsekwencji można było wykreślić

w skali globalnej mapę wieku litosfery oceanicznej i ustalić tempo jej ekspansji, która osiąga maksymalną

wartość 12 cm/rok w południowym Pacyiku. Problemem otwartym pozostaje sprawa szerszej interpretacji

ekspansji den oceanicznych. Można ją traktować jako przejaw ekspansji całego globu [6] lub jako skutek

podpowierzchniowej cyrkulacji prądów konwekcyjnych przy stałych rozmiarach Ziemi [5]. Ta ostatnia

koncepcja zakłada konieczność istnienia stref, gdzie skorupa oceaniczna jest pochłaniana. Strefy te utożsa-

mia się z liniami łuków wysp i rowów oceanicznych. Schemat powyższy jest obecnie ogromnie popularny

pod nazwą „tektoniki płyt litosfery”, jednakże nie przeprowadzono dotychczas zadowalających testów

35 B 1980 SPRAWOZDANIA WROCŁAWSKIEGO TOWARZYSTWA NAUKOWEGO, s. 13-19

krzyżowych między obu możliwościami. Poniżej zostaną zademonstrowane, opracowane przez autora

przykłady zależności przemawiające na korzyść hipotezy ekspansji Ziemi.

Ekspansja den oceanicznych jako przejaw ekspansji globu

Rozpatrzymy układ struktur w Południowym Atlantyku (rys. 2).

Rys. 2 . Główne rysy budowy Południowego Atlantyku

A, B, C – Grzbiet Środkowoatlantycki; A, A’ - Grzbiet Walvis; A, A” – Grzbiet Rio Grande.

Punkty oznaczone tymi samymi literami pokrywały się ze sobą przed rozwarciem Atlantyku.

Środkową jego część zajmuje grzbiet, na którym generowana jest skorupa oceaniczna. Z rejonu wyspy

Tristan da Cunha (punkt A) rozchodzą się od niego dwa ciągi podwodnych gór wulkanicznych (grzbiety:

Walvis i Rio Grande), które dochodzą do brzegów Afryki i Ameryki Południowej w punktach, które sty-

kały się ze sobą przed rozwarciem Atlantyku (punkty A’ i A”). Przy prostym rozsuwaniu się kontynentów,

wszystkie trzy punkty powinny leżeć na jednej linii. Tymczasem środkowy punkt (A) jest przesunięty ku

południowi. Dla objaśnienia tej zależności, zwolennik konwekcji W ILSON [7], a za nim D IETZ i H OLDEN [2]

zmuszeni są przyjąć, oprócz zwykłej cyrkulacji prądu, względny ruch całej skorupy ku północy (rys. 3).

Model ten jest zupełnie niejasny od strony dynamicznej – wprowadza bowiem superpozycję obu

ruchów bez wzajemnych zakłóceń oraz nie daje objaśnienia dynamicznego dla ruchów płyt w kierunku

północnym. Niezależnie od tego, model ten prowadzi do oczywistej sprzeczności: mianowicie w północnej

części omawianego rejonu punkty na grzbiecie są przesunięte na północ w stosunku do odpowiadających

im punktów na brzegach kontynentów (np. punkty C i C’ na rys. 2), co w myśl prezentowanej koncep-

cji wymaga przyjęcia ruchu całej skorupy na południe, a więc w kierunku przeciwnym niż poprzednio.

35 B 1980 SPRAWOZDANIA WROCŁAWSKIEGO TOWARZYSTWA NAUKOWEGO, s. 13-19

Rys. 3. Schemat rozwoju Południowego Atlantyku według [7] oparty na hipotezie

prądów konwekcyjnych i założeniu niezmienności promienia Ziemi.

Powyższy model jest więc skomplikowany i sprzeczny z istniejącą sytuacją. O wiele prościej przyjąć, że

zarówno obserwowane na powierzchni równoleżnikowe rozsunięcie kontynentów, jak i samo południkowe

rozciągnięcie grzbietu związane jest z jednym prostym procesem: izotropowym, równomiernym rozcią-

ganiem głębszego podłoża. Układ taki można łatwo wymodelować kładąc sztywne płytki na rozciąganej

promieniście gumie (rys. 4a i 4b).

Rys. 4a. Urządzenie pozwalające rozciągnąć promieniście (izotropowo) gumową błonę imitującą

w modelu podłoże litosfery, czyli warstwę zalegającą poniżej głębokości około 100 km (astenosfera)

35 B 1980 SPRAWOZDANIA WROCŁAWSKIEGO TOWARZYSTWA NAUKOWEGO, s. 13-19

Rys. 4b. Układ płytek odtwarzający początkowe stadium rozwoju

Południowego Atlantyku (por. z rys. 2 i 3)

Rys. 4c. Sytuacja powstała w wyniku izotropowego rozciągnięcia błony

odpowiadająca obecnemu stadium rozwoju Południowego Atlantyku

Sytuacja powstała w wyniku rozciągnięcia gumy - podłoża (rys. 4c) odpowiada wszystkim obserwowa-

nym relacjom, łącznie z przesunięciem punktu C ku północy, i jednocześnie daje zupełnie proste objaśnie-

nie dynamiczne całego układu.

35 B 1980 SPRAWOZDANIA WROCŁAWSKIEGO TOWARZYSTWA NAUKOWEGO, s. 13-19

Przedstawiony model objaśnia więc nie tylko rozsuwanie się kontynentów, lecz również ogólnie

obserwowane podłużne rozciągnięcie grzbietów oceanicznych w stosunku do odpowiadających im linii

brzegowych, z którymi grzbiety pokrywały się w początkowych stadiach rozpadu skorupy kontynentalnej.

To ostatnie zjawisko widoczne jest w większej skali w postaci kopiowania w powiększeniu przez grzbiety

kształtów całych kontynentów, czego dobrym przykładem są grzbiety oceaniczne okalające Afrykę i An-

tarktydę. Na powyższą zależność i jej związek z ekspansją globu zwrócił uwagę już C AREY [1] i H EEZEN

[3]; tutaj zostanie ona tylko zilustrowana na prezentowanym poprzednio urządzeniu (rys. 5a i 5b).

Rys. 5a. Z lewej: rzeczywisty kształt grzbietu oceanicznego okalającego Afrykę; z prawej:

kształt grzbietu wymodelowany przy założeniu izotropowego rozciągania podłoża

(astenosfery) kontynentu afrykańskiego.

Ryc. 5b. Z lewej: rzeczywisty kształt grzbietu okalającego Antarktydę; z prawej: kształt grzbietu

wymodelowany przy założeniu izotropowego rozciągania podłoża (astenosfery) Antarktydy.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: