Cikkek » A lemeztektonikáról

Dátum: 2021. szeptember 30. Forrás: Wikipedia

A lemeztektonika (tektonika, görög tektōn "építő" vagy "kőműves" szóból) geológiai elmélet amely a Föld litoszférájának (szilárd kérgének) nagyléptékű mozgásait magyarázza. Magába olvasztotta és meghaladta a kontinensvándorlás kora 20. századi és a tengeraljzat szétterülés 1960-as években kifejlesztett elméleteit.

A Föld külső része alapvetően két rétegből épül fel:
- Felül helyezkedik el a litoszféra, amely a földkéregből, illetve a földköpeny felső, szilárd részéből áll.
- A litoszféra alatt fekszik az asztenoszféra, amely az emelkedő hőmérséklet ellenére még mindig szilárd, de mégis van egy minimális viszkozitása és a földtörténet időléptékében folyadékként viselkedik. (A földköpenynek az asztenoszféra alatti része szilárdabb, nem mert hidegebb, hanem a magas nyomás miatt).
A litoszféra tektonikai lemezeknek nevezett darabokra töredezett, ezekből a Földön hét nagyot és sok kisebbet ismerünk. E lemezek az asztenoszférában úsznak, emberi mértékkel nagyon lassan, hiszen az asztenoszféra folyóssága a köznapi értelemben folyadéknak tartott anyagokéhoz képest nagyon alacsony. A lemezek vízszintes irányú mozgásának sebessége tipikusan évi 0,66-8,5 centiméter.
Az egymáshoz képest végzett mozgás típusa szerint háromféle lemezszegélyt különböztetünk meg: konvergens vagy ütköző szegélyt, divergens vagy széttartó szegélyt, illetve amikor a lemezek egymás mellett elhaladnak, surlódó szegélyt. A lemezszegélyek mentén földrengések, vulkáni tevékenység, hegységképződés, illetve óceáni árok képződés léphet fel.

A kontinensek vándorlása az elmúlt 750 millió évben.

Az elmélet rövid története
A lemeztektonikai elmélet előzménye a kontinensvándorlás elmélete, amelyet számos előzményt követően Alfred Wegener fejtett ki először egybefüggő tudományos hipotézis formájában az 1910-es évek elején. E korai elmélet szerint a kontinensek valamikor egybefüggő tömböt (Pl.: Pangea) alkottak és darabjaik később sodródtak szét.
A Wegener-féle elmélet, mivel nem rendelkezett megfelelő bizonyítékokkal, évtizedekig nem vált általánosan elfogadottá. Az 1960-as években azonban megszületett a tengeraljzat szétterülés elmélete a vulkáni tevékenység okozta óceánfenéki kéregformálódás hatásairól, amit gyakran Harry Hammond Hess nevéhez kötnek, bár először Robert S. Dietz fogalmazta meg. Ez utóbbi elmélet sokat segített a kontinensek mozgásáról szóló teória elfogadtatásában.
A lemeztektonika gyorsan elfogadottá vált, miután felismerték, hogy az óceánfenéki lemezszegélyek mentén a két oldalukon fellépő azonos mágneses töltés sávjai mágneses anomáliákat okoznak. Jelentős szerepe volt a lemeztektonikai elmélet kialakulásában többek közt a Wadati-Benioff zónák körüli szeizmikus tevékenység modellezésében történt előrehaladásnak.
Alapvető szerepe volt a mélyóceáni fenék kutatásának – a tengergeológia az 1960-as években gyors fejlődésnek indult. A 60-as évek végére kialakult a lemeztektonikai elmélet és azóta általánosan elfogadott. Az elmélet forradalmi jelentőségű volt a földtudományok számára, hiszen alkalmas volt számos különálló geológia jelenség megmagyarázására.

A Föld tektonikai lemezeit a XX. század második felében térképezték fel.

Alapelvei
A Föld külső rétegeinek szétválasztása litoszférára és asztenoszférára mechanikai különbségeik és hőátadási tulajdonságaik alapján történt. A litoszféra hidegebb és merevebb, az asztenoszféra melegebb és mechanikusan gyengébb. A litoszféra hőt veszít a kondukció útján, az asztenoszféra ugyanakkor konvekcióval szállítja a hőt és rendelkezik egy csaknem adiabatikus (csaknem állandó hőmérsékletet mutató) hőmérsékleti gradienssel.
Ez a felosztás nem keverendő össze a Föld kémiai jellegű felosztásával földmagra, földköpenyre és földkéregre, hiszen a litoszféra földkérget és földköpenyt egyaránt tartalmaz. A köpeny egy adott része időben változóan lehet része a litoszférának és az asztenoszférának is, a hőmérséklettől, a nyomástól és a vetemedési erőtől függően. A tektonikai alapelv szerint a litoszféra különálló tektonikai lemezek formájában létezik, amelyek a folyadékszerűen viselkedő (viszkoelasztikus) asztenoszférán úsznak. Mozgásuk sebessége az évi néhány millimétertől (a köröm növekedési sebessége) a 15 centiméterig terjedhet (a haj növekedési sebessége).
A tektonikai lemezek mintegy száz kilométer vastagságúak és litoszferikus köpenyanyagból állnak, amelyen vagy óceáni kéreg (régi szövegekben a sima mozaikszó jelölheti a szilícium és a magnézium elemek nevéből) vagy kontinentális kéreg (régebben sial, a szilícium és az alumínium nevéből) rétege terül el.
A lemezek a lemezszegélyek mentén érintkeznek egymással és ezeken a vonalakon olyan geológia jelenségek tapasztalhatóak, mint a földrengések, a hegységképződés, a vulkáni tevékenység, illetve az óceáni árkok kialakulása. A világ aktív vulkánjainak többsége lemezszegélyeknél helyezkedik el, leghíresebb csoportjuk a csendes-óceáni lemez Tűzgyűrűje.
A fő tektonikai lemezek kontinentális és óceáni kérget egyaránt tartalmazhatnak és tipikusan tartalmazzák is mindkettőt. Például az afrikai lemez tartalmazza az afrikai kontinenst és az Atlanti-óceán és az Indiai-óceán ágyának területeit is. Az óceáni kéreg sűrűbb, mint a kontinentális, mert kevesebb szilíciumot és több nehezebb elemet tartalmaz. Ennek következtében általában a tengerszint alatt fekszik (mint például a csendes-óceáni lemez javarésze), a kontinentális kéreg pedig a tengerszint felett.

Az Álfagjá híd Izlandon, mely az Eurázsiai és az Észak-amerikai lemezeket köti össze

A lemezszegélyek típusai
A lemezszegélyeknek háromféle fő típusa létezik, aszerint, hogy a két találkozó lemez mozgása egymáshoz képest milyen.
1. Súrlódó vagy konzervatív szegély, amikor a lemezszegélyek egymással párhuzamosan mozognak, gyakran összesúrlódva. Példa erre a kaliforniai Szent András törésvonal.
2. Divergens vagy konstruktív szegély, amikor a két lemez egymástól távolodva sodródik. Köztük magma tör föl, hegységeket létrehozva. Ilyen például a Közép-atlanti törés és az afrikai Nagy Hasadékvölgy.
3. Konvergens vagy destruktív szegély (vagy aktív szegély), amikor a két lemez egymás felé sodródik, szubdukciós zónát létrehozva (amikor az egyik lemez a másik alá bukik), vagy kontinensütközést (ha két kontinentális kéreglemez találkozik). A mélytengeri árkokat általában szubdukciós zónákkal azonosítják. A súrlódás és az alábukó kőzettömeg felmelegedése következtében a vulkáni tevékenység ilyen szegélyek esetében szinte kivétel nélkül jelen van. Ilyen szegélyen alakult ki a dél-amerikai Andok hegység és a japán szigetív.

A lemezszegélyek három alaptípusa.

A lemezmozgás hajtóerői
A kéreglemezek az óceáni litoszféra viszonylagos sűrűbb volta és az asztenoszféra gyengesége miatt mozoghatnak. A lemeztektonikához a földköpenyből származó hő elnyelődése nyújtja az energiát, de az feltevés, hogy a lemezek az asztenoszféra konvekciós áramlatain passzívan mozognak, már nem elfogadott. Ehelyett a lemezmozgást a szubdukciós zónákban lesüllyedő óceáni litoszféra nagyobb sűrűsége hajtja. Amikor az óceánközépen kialakul, az óceáni litoszféra még kevésbé sűrű, mint az alatta lévő asztenoszféra. Idővel, ahogy hűl és vastagodik, sűrűbbé válik, s emiatt a szubdukciós zónákban lesüllyed.