We współczesnej nauce mówi się o rzeźbie i jej głównych składnikach: wyglądzie, pochodzeniu historycznym, stopniowym rozwoju, dynamice we współczesnych warunkach i specjalnych wzorcach rozmieszczenia z punktu widzenia geografii, a także często wspomina się o endogenicznym i egzogenicznym procesy. Jest to właśnie część geografii jako społeczności i jako złożonej nauki, którą można uznać za geomorfologię, dla której de facto wspomniana definicja jest charakterystyczna. Ta wewnątrzgeograficzna gałąź naukowa jest dziś zdominowana przez ideę odciążenia jako końcowego produktu wzajemnego oddziaływania egzogenicznych i endogenicznych procesów geologicznych.
Procesy egzogeniczne
Pod procesami egzogenicznymi rozumiane są takie procesy geologiczne, które są powodowane przez zewnętrzne źródła energii w stosunku do kuli ziemskiej w połączeniu z grawitacją. Dominującym źródłem energii jest promieniowanie słoneczne. Procesy egzogeniczne zachodzą w strefie przypowierzchniowej i bezpośrednio na powierzchni skorupy ziemskiej. Oni sąsą przedstawione w postaci fizykochemicznej i mechanicznej interakcji skorupy ziemskiej z warstwami wody i powietrza. Procesy egzogeniczne są w przyrodzie odpowiedzialne za niszczącą pracę w celu wygładzenia nierówności powierzchni, które z kolei powstają w wyniku procesów endogenicznych, a mianowicie odcinania występów i wypełniania wgłębień reliefowych produktami niszczenia.
Procesy endogenne
Globa ciągle się zmienia. Procesy geologiczne endogeniczne i egzogeniczne są antagonistyczne. Są w stanie anulować uderzenie przeciwnika w Ziemię. Procesy endogeniczne to takie procesy geologiczne, które są bezpośrednio związane z energią wytwarzaną w głębokich trzewiach powierzchni stałej ziemi (litosferze). Właściwość endogeniczności jest charakterystyczna dla wielu fundamentalnych zjawisk w kształtowaniu się powierzchni ziemi. Endogeniczne to metamorfizm skał, magmatyzm, aktywność sejsmiczna. Przykładem procesów endogenicznych są ruchy tektoniczne skorupy ziemskiej. Głównymi źródłami energii dla tego typu procesów są termiczne, a także redystrybucja materiału w toni zgodnie z gęstością niektórych materiałów (naukowo nazywane zróżnicowaniem grawitacyjnym). Procesy endogeniczne są zasilane (jak sama nazwa wskazuje) energią wewnętrzną Ziemi i przejawiają się przede wszystkim w wielokierunkowych ruchach ogromnych mas skał skorupy ziemskiej, a wraz z nimi stopionej substancji płaszcza ziemskiego. W wyniku procesów endogenicznych na ziemi powstają duże nierównościpowierzchnie. To właśnie te procesy są odpowiedzialne za powstawanie gór i pasm górskich, koryt śródgórskich i zagłębień oceanicznych.
We wzajemnym oddziaływaniu egzogenicznych i endogenicznych wariantów procesów rozwija się skorupa ziemska i jej powierzchnia. Rozważymy proces-konstruktorów, czyli endogeniczne procesy geologiczne, które w rzeczywistości tworzą największe części rzeźby Ziemi.
Grupy endogenne
Wśród endogennych są 3 grupy ściśle powiązanych, ale jednocześnie niezależnych procesów:
- magmatyzm;
- trzęsienia ziemi;
- wpływy tektoniczne.
Przyjrzyjmy się bliżej każdemu procesowi.
Magmatyzm
Zjawiska wulkaniczne należą do procesów endogenicznych. Należy je rozumieć jako procesy polegające na przemieszczaniu się magmy na powierzchnię skorupy ziemskiej i do jej górnych warstw. Wulkanizm demonstruje człowiekowi materię znajdującą się w trzewiach Ziemi, naukowcy mają okazję zapoznać się z jej składem chemicznym i stanem fizycznym. Zjawiska wulkaniczne nie występują wszędzie, a jedynie w tzw. rejonach aktywnych sejsmicznie, do których de facto ogranicza się możliwość występowania takich zjawisk. Terytoria z aktywnymi lub uśpionymi wulkanami często ulegały zmianom geologicznym w trakcie procesu historycznego. Magma, wnikając w wewnętrzne procesy endogenne Ziemi, może nie dotrzeć do powierzchni, w takim przypadku krzepnie gdzieś w trzewiach ziemi i tworzy specjalne natrętne (głębokie) skały (m.in.gabro, granit i wiele innych). Zjawiska, których efektem jest wnikanie magmy do skorupy ziemskiej, otrzymały nazwę platonizmu, inaczej głębokiego wulkanizmu.
Trzęsienia ziemi
Trzęsienia ziemi, które są również jednymi z głównych procesów endogenicznych, przejawiają się w niektórych częściach powierzchni Ziemi, wyrażając się w postaci wstrząsów krótkotrwałych. Wszyscy rozumieją, że trzęsienia ziemi, podobnie jak klęski żywiołowe, wraz z wulkanizmem, zawsze były bliskie społeczeństwu ludzkiemu i w rezultacie uderzały w wyobraźnię ludzi. Trzęsienia ziemi nie przeszły bez śladu dla człowieka, powodując ogromne szkody w jego gospodarce (a czasem nawet zdrowiu i życiu) w postaci zniszczenia budynków, naruszenia integralności upraw rolnych, ciężkich obrażeń, a nawet śmierci.
Wpływy tektoniczne
Poza trzęsieniami ziemi, które są krótkotrwałymi i silnymi wibracjami, powierzchnia ziemi podlega wpływom, w których niektóre jej części wznoszą się, a inne opadają. Takie ruchy skorupy ziemskiej są niewyobrażalnie powolne (w stosunku do tempa naszego codziennego życia): ich prędkość odpowiada zmianom na poziomie kilku centymetrów, a nawet milimetrów na wiek. Są więc oczywiście niedostępne obserwacjom ludzkiego oka, pomiary zleca się tylko za pomocą specjalnych przyrządów pomiarowych. Jednak paradoksalnie zmiany te mają bardzo duże znaczenie dla wyglądu naszej planety, a nawet w skali historycznej.ich prędkość nie jest tak mała. Ponieważ takie ruchy występują nieustannie i wszędzie przez wiele setek, a nawet milionów lat, ich końcowe efekty są imponujące. Pod wpływem ruchów tektonicznych (i tak się je nazywa) wiele obszarów lądowych zamieniło się w głębokie dno oceanu, wręcz przeciwnie, z takim samym sukcesem niektóre części powierzchni wznoszą się teraz na setki, tysiące metrów nad poziom morza były kiedyś ukryte pod gęstą pokrywą wodną. Jak wszystko w naturze, intensywność ruchów oscylacyjnych jest inna: w niektórych obszarach procesy tektoniczne są szybsze i mają większy wpływ, podczas gdy w innych są znacznie wolniejsze i mniej znaczące.
W tym artykule skupimy się na procesach tektonicznych, ponieważ mają one decydujące znaczenie w kształtowaniu się rzeźby terenu, a co za tym idzie wyglądzie zewnętrznym naszej planety. Tak więc tektonika określa charakter i plan przyszłych zarysów form rzeźby Ziemi na wiele stuleci.
Bloki tektoniczne
Zaznaczmy raz jeszcze, że zmiany tektoniczne rozumiane są jako endogenne procesy formowania się reliefowego obrazu. Tektonika jest bezpośrednio związana z ruchami specjalnych monolitycznych bloków, które są odrębnymi fragmentarycznymi częściami skorupy ziemskiej. Ważne jest, aby zrozumieć, że te bloki różnią się od siebie:
- grubości (minimum od pojedynczych metrów i dziesiątek metrów, a maksymalnie do kilometrów, liczone w dziesiątkach);
- według obszaru (najmniejsze mają dziesiątki i setki kilometrów kwadratowych, a największy zasięg w poprzekpowierzchnia do milionowych);
- zgodnie z charakterem deformacji skał tworzących skorupę ziemską (ponownie wyróżniamy dwa rodzaje zmian: nieciągłe i pofałdowane);
- w kierunku ruchu (istnieją dwa rodzaje ruchów wielokierunkowych: ruchy tektoniczne poziome i pionowe).
Historia rozwoju nauk tektonicznych
Do połowy XX wieku pojęcie fiksizmu zajmowało czołowe pozycje w geomorfologii i geologii. Opierał się na założeniu, że główny, dominujący typ ruchów oscylacyjnych należy uznać za wertykalny, podczas gdy ruchy poziome mają charakter drugorzędny. Geolodzy wierzyli więc, że wszystkie główne formy rzeźby Ziemi (mianowicie depresje oceaniczne, a nawet całe kontynenty) powstały wyłącznie w wyniku pionowych ruchów skorupy ziemskiej. Kontynenty wymieniono jako obszary wypiętrzenia powierzchni, a oceany jako obszary jej opadania. Ta sama teoria wyjaśniała, i trzeba to dość jasno i rozsądnie przyznać, powstawanie mniejszych nierówności rzeźby pod względem stosunku wielkości, a mianowicie oddzielnych gór, pasm górskich i zagłębień oddzielających te same pasma.
Jednak, jak wiesz, idee mają tendencję do zmiany w czasie, a każda prawda może łatwo zmienić się ze statusu absolutnego w względny. Geolog Alfred Wegener zwrócił uwagę społeczności naukowej na fakt, że kontury i kształty różnych kontynentów dość dobrze do siebie pasują geometrycznie. W tym samym czasie zacząłaktywne prace nad gromadzeniem danych geologicznych i paleontologicznych z różnych kontynentów dostępnych w tamtym czasie do badań. Badania te pokazały ciekawą rzecz: na kontynentach, obecnie położonych w odległości wielu tysięcy kilometrów od siebie, w odległej przeszłości żyły absolutnie identyczne istoty, ponadto ze względu na cechy strukturalne wiele rodzajów stworzeń nie miało absolutnie żadnej możliwości przecinaj niewiarygodnie duże przestrzenie wodne.
Wszystko to samo Wegener wykonał nieocenioną pracę analizując ogromną ilość danych paleontologicznych i geologicznych. Porównał je z zarysami obecnych kontynentów i na podstawie wyników swoich badań wysunął teorię, że w poprzednim życiu kontynenty na powierzchni Ziemi były położone zupełnie inaczej niż obecnie. Oprócz tego naukowiec próbował dokonać unikalnej rekonstrukcji ogólnego wyglądu krainy minionych epok geologicznych. Porozmawiajmy bardziej szczegółowo o teorii Wengera.
W jego opinii w okresie permu paleozoiku faktycznie istniał na Ziemi jeden superkontynent o ogromnych rozmiarach, który nazywał się Pangea. W połowie okresu jurajskiego mezozoiku został podzielony na dwie niezależne części - kontynenty Gondwany i Laurazji. Co więcej, liczba kontynentów stale rosła: Laurazja rozpadła się na współczesną Amerykę Północną i Eurazję, a Gondwana z kolei została podzielona na Afrykę, Amerykę Południową, Antarktydę, Australię i Hindustan (później Hindustan stał się Eurazją). W rzeczywistości tak upadło pojęcie fiksizmu. Rozsądniestało się niemożliwe wyjaśnienie zmian w zarysach kontynentów takiego planu i dalszych ruchów kontynentów na powierzchni Ziemi w ramach tej teorii.
Wegener nie poprzestał na tym. Utrwalił upadek fiksizmu zakładając, że kontynenty, przybierając postać ogromnych bloków litosfery, poruszają się wcale nie w pionie, ale w kierunku poziomym. Co więcej, to właśnie ruchy poziome, z jego punktu widzenia, są głównymi oscylacjami tektonicznymi, które miały decydujący wpływ na wygląd naszej planety. Teoria Alfreda Wegenera została nazwana teorią dryfu kontynentalnego, a jej zwolennicy stali się znani jako mobiliści (w przeciwieństwie do fiksistów). Być może Wegener mógł przyczynić się do badań innych endogenicznych i egzogenicznych procesów geologicznych, ale zatrzymał się na tym etapie.
Być może, poza nie do końca uzasadnionymi wnioskami samego Wegenera i danymi paleontologicznymi, nie było potwierdzenia prawdziwości serii dryfu kontynentalnego. Aby uzyskać dane potwierdzające lub obalające nową teorię i wreszcie, aby zrozumieć przyczynę ruchu kontynentów, konieczne było dokładniejsze zbadanie struktury skorupy ziemskiej. Ważniejszy był jednak drugi aspekt pracy: konieczne było jak najpełniejsze zbadanie struktury dna oceanów, której do tej pory w ogóle nie badano. Wyobraź sobie: według opinii ogromnej większości ówczesnych naukowców dno oceanu było całkowicie płaską powierzchnią!
Skorupa kontynentalna i oceaniczna
Daneprzeprowadzone badania dały zupełnie nieoczekiwane wyniki. Ku zaskoczeniu naukowców relief Ziemi pod warstwą oceanu i pod kontynentami okazał się inaczej ułożony.
Skorka kontynentalna jest gruba i składa się z trzech warstw:
- górny (utworzony przez skały osadowe warstwy osadowej, która tworzy się na powierzchni ziemi);
- granit (obok góry);
- baz altowy (dwie niższe warstwy są utworzone przez skały powstałe we wnętrzu ziemi w wyniku chłodzenia i dalszej krystalizacji substancji płaszcza).
Skorupa na dnie oceanów jest zupełnie inna. Jest cieńszy i składa się tylko z dwóch warstw:
- górna (utworzona przez skały osadowe);
- baz alt (brakująca warstwa granitu).
Nastąpiła prawdziwa rewolucja: stała się możliwa, a ponadto udowodniono istnienie dwóch różnych typów skorupy ziemskiej: oceanicznej i kontynentalnej.
Warstwa płaszcza
Pod skorupą ziemską znajduje się płaszcz, którego substancja jest w stanie stopionym. Astenosfera - warstwa płaszcza, znajdująca się na głębokości 30-40 kilometrów pod oceanami i 100-120 kilometrów pod kontynentami. Sądząc po danych dotyczących cech prędkości fal sejsmicznych, ma wysoką plastyczność, a nawet taką właściwość, jak płynność. Należy się nauczyć, że absolutnie wszystkie warstwy nad astenosferą to litosfera. Oznacza to, że skorupa ziemska i warstwa płaszcza nad astenosferą są objęte rodzajem formuły litosfery.
Dolna ulgaocean
Rzeźba dna oceanu również okazała się o wiele bardziej złożona, niż wcześniej sądzono. Jego główne składniki to:
- półka (powierzchnia warunkowo kontynuująca nachylenie lądu od linii wody do głębokości 200-500 metrów);
- nachylenie lądu stałego (od końca strefy szelfowej do 2,5-4 tys. metrów i ewentualnie więcej);
- marginalny basen morski (nieco nierówna (pagórkowata) płaska powierzchnia, do której zbocze kontynentalne wpływa przez stopę kontynentalną, inaczej zwane wklęsłym wklęsłością);
- łuk wyspy (łańcuch wulkanów lub podwodnych wysp wulkanicznych, ten element dna oddziela brzeg morza od strefy otwartego morza);
- głęboki rów (najgłębsza część dna oceanu, która jest równoległa do łuku wyspy wzdłuż zewnętrznej krawędzi dna, jest to raczej wąska i głęboka szczelina);
- dno oceaniczne (zewnętrznie przypomina marginalny basen morski, ale znacznie szerszy: kilka tysięcy kilometrów, dno jest podzielone na dwie części przez wypiętrzenie, które łączy się w cały system z koncepcjami innych oceanów (ocean środkowy tworzone są grzbiety);
- dolina ryftowa (w podwyższonych częściach grzbietów śródoceanicznych, wąska i głęboka).
Nowa teoria ruchów tektonicznych
Nowa teoria, która dość jasno i rozsądnie uzasadnia ruchy kontynentów, narodziła się z porównania informacji o strukturze wnętrza Ziemi pod kontynentami i oceanami. Pokazuje również prawdziwą rolę horyzonturuchy tektoniczne, udowadniając związek między procesami endogennymi a ulgą.
Podstawą tej koncepcji była teoria, że litosfera składa się z kilku niezależnych monolitycznych bloków zdolnych do poruszania się w różnych kierunkach względem siebie. Dzieje się to wzdłuż powierzchni astenosfery. Astenosfera i jej tworzywa sztuczne działają w pewien sposób jak smar ułatwiający ruch monolitów.
Substancja płaszcza systematycznie przemieszcza się w trzewiach ziemi. W niektórych częściach powierzchni materiał płaszcza porusza się w górę, w ten sposób magma przepływa na powierzchnię. W tych obszarach Ziemi astenosfera staje się cieńsza i lekko wygina się w górę, ponieważ pod wpływem nacisku od dołu litosfera również lekko wygina się w górę. Tak więc grzbiet śródoceaniczny powstaje jako liniowo wydłużone wypiętrzenie. Co więcej, jeśli wszystko jest zachowane w tej formie i nie dzieje się nic nadprzyrodzonego, na osi wzniesienia pojawia się pęknięcie (jest to dolina ryftowa). Substancja płaszcza, w wyniku zbliżania się do powierzchni ziemi lub wylewania się na tę powierzchnię, zaczyna działać na połączone bloki litosfery, zmuszając je do poruszania się w różnych kierunkach. Równolegle do tego substancja płaszcza krzepnie w warstwie przypowierzchniowej i bezpośrednio na samej powierzchni, tworząc w ten sposób odnowioną skorupę ziemską. Proces, podczas którego monolityczne bloki litosfery rozsuwają się i który towarzyszy tworzeniu się nowej skorupy ziemskiejw grzbietach śródoceanicznych postanowili nazwać to rozprzestrzenianiem się.
Płyty litosfery, które przesuwają się wzdłuż astenosfery od osi grzbietu śródoceanicznego i odpowiednio w kierunku sąsiednich kontynentów, z pewnością zderzą się (nie da się tego uniknąć) z kontynentalnymi blokami litosfery o znacznie większej gęstości. Zachodzi proces, w którym słabsza i lżejsza skorupa oceaniczna często zapada się pod kontynentalną, a następnie wnika w strefę wysokich temperatur w górnym płaszczu i nie mogąc ich wytrzymać, topi się, dodając do płaszcza nową materię. Materiał dodany do płaszcza zastępuje ten, który został wylany wcześniej w grzbiecie śródoceanicznym. Proces formowania się płyty kontynentalnej nad oceaniczną nazywamy subdukcją. Z kolei głębokie koryto morskie powstaje w wyniku gwałtownego spadku temperatury nad strefą, w której płyta oceaniczna subdukuje się pod fragmentem skorupy kontynentalnej.
Właściwie opisana teoria określa podział litosfery naszej planety na monolity różnych obszarów, które poruszają się w różnych kierunkach. Wszystko jest proste, wystarczy raz dowiedzieć się, co Cię zainteresuje w zakresie procesów endogennych i egzogenicznych!
