Tektonika globalna

Tektonika globalna na Ziemi i poza nią

Ziemia jest największą planetą z grupy skalistych planet grupy ziemskiej. Globalne procesy tektoniczne opisuje na niej tektonika płyt, która zawiera w sobie także hipotezę o dryfie kontynentów.

Podstawowe założenia tektoniki płyt można zamknąć w trzech punktach (patrz np. [1]):

  • litosfera Ziemi jest podzielona na poruszające się względem siebie niemal sztywne płyty;
  • granicami płyt są strefy rozrostu (na ogół położone na grzbietach oceanicznych), rowy oceaniczne i uskoki transformujące;
  • rozsuwanie się płyt odbywa się w strefach rozrostu, zbliżanie – w strefie rowów oceanicznych, w uskokach transformujących zaś następuje równoległe przesuwanie się płyt względem siebie.

Ideę tektoniki płyt przedstawiono na Rys. 1.

Za ruch płyt odpowiedzialna jest powolna konwekcja płaszczu Ziemi.

Rys. 2. Schemat konwekcji w warstwie sferycznej. A—dla ogrzewania od spodu, B—przez źródła rozłożone w całej objętości cieczy, C—ogrzewanie obydwoma tymi rodzajami źródeł. W płaszczu Ziemi konwekcja przypomina typ C. Wg [1].

Rys. 2. Schemat konwekcji w warstwie sferycznej. A—dla ogrzewania od spodu, B—przez źródła rozłożone w całej objętości cieczy, C—ogrzewanie obydwoma tymi rodzajami źródeł. W płaszczu Ziemi konwekcja przypomina typ C. Wg [1].

     Tektonika płyt to nie jedyny typ tektoniki na planetach. Na Wenus, planecie prawie identycznej rozmiarami i masą z Ziemią, globalna tektonika to tzw. tektonika jednej płyty. Litosfera stanowi jedną płytę – brak poruszających się płyt. Aktywność wulkaniczna przejawia się tam obecnie w postaci wielkich wulkanów tarczowych. Mało wydajna konwekcja powoduje jednak powtarzające się globalne katastrofy.

Najmniejszym ciałem w Układzie Słonecznym, na którym obserwujemy aktywność wulkaniczną i tektoniczną jest Enceladus – satelita Saturna. Jest to niezwykle ciekawe ciało, będące tematem wielu naszych prac. Mimo niewielkich rozmiarów (500 km średnicy), zaobserwować na nim można elementy tektoniki płyt. Tektonika najbardziej aktywnej części oparta jest jednak na innym procesie: zapadaniu się płyty litosfery w dół. Jest to wynik intensywnego kriowulkanizmu, czyli wulkanizmu niskich temperatur. Ze szczelin wyrzucane jest ok. 200 kg/s materii w przestrzeń, w postaci lodowego pyłu i gazów. Dzięki temu wokół Enceladusa powstał szeroki pierścień E. Konsekwencje tektoniczne wypływu masy pokazują Rys. 3 i 4.

Rys. 4. Pierścień E i Enceladus poruszający się wewnątrz niego. Na wklejce w dolnym rogu pokazane strumienie materii wyrzucanej ze szczelin w okolicy bieguna południowego Enceladusa (NASA).

Rys. 3. Pierścień E i Enceladus poruszający się wewnątrz niego (NASA).

 

 

Rys. 5. Hipotetyczny schemat procesów w strefie bieguna południowego Enceladusa. Materia wydostająca się z głębi płaszcza przez szczeliny powoduje zapadanie się płyty z prędkością ok.0,5 mm na rok. Powoduje to także najeżdżanie sąsiadujących płyt tektonicznych. Tworzy się układ przypominający trochę ziemską strefę subdukcji. Wg .Czechowski (2012).

Rys. 4. Hipotetyczny schemat procesów w strefie bieguna południowego Enceladusa. Materia wydostająca się z głębi płaszcza przez szczeliny powoduje zapadanie się płyty z prędkością ok.0,5 mm na rok. Powoduje to także najeżdżanie sąsiadujących płyt tektonicznych. Tworzy się układ przypominający trochę ziemską strefę subdukcji. Wg [2].

Procesy tektoniczne na Ziemi i poza nią są przedmiotem naszych badań.

L. Czechowski

Więcej na temat znajdziesz w publikacjach:

  1. L. Czechowski Tektonika płyt i konwekcja w płaszczu Ziemi. Wydawnictwo Naukowe PWN 1994.
  2. L. Czechowski Some remarks about early evolution of Enceldus. Planetary Space Reseach, 2015, http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032063314002918