20. ábra. A Gutenberg-csatorna helyzete különbözô területek alatt
A földrengéshullámoknak a Gutenberg-csatornában tapasztalható kisebb terjedési
sebessége legegyszerűbben azzal magyarázható, hogy az anyag ebben az övben az olva-
dáspontjához közeli hőmérséklete miatt részben olvadt állapotban lehet és a környezeté-
nél kevésbé mereven viselkedik. Ennek megfelelően ebben a mélységben az anyag igen
nagy viszkozitású folyadéknak is tekinthető; a számítások szerint itt a viszkozitás 10
22
P
nagyságrend körüli értékű. (Minél kisebb valamely anyag viszkozitása, annál folyéko-
nyabb. A viszkozitás egysége a poise (P); a víz viszkozitása pl. 0.01 P.)
Ezek az adatok tehát azt mutatják, hogy a Föld külső 60-120 km vastagságú merev
rétege egy sokkal rugalmasabb, magasabb hőmérsékletű és viszonylag kis viszkozitású
rétegen helyezkedik el. Ezt a legkülső 60-120 km vastagságú merev tartományt tekintjük
a litoszféra lemezek vastagságának, míg az alatta levő plasztikus felső köpenyt
asztenoszférának nevezzük.
C
HAPMAN
és P
OLLACK
vizsgálatai szerint a litoszféralemezek vastagságát elsősor-
ban geotermikus törvények szabályozzák. Ennek megfelelően különösen vékony a litosz-
féra pl. az óceáni hátságok gerincvonala közelében - ahol igen magas hőáram értékek
mérhetők, viszont igen vastag a kontinensek belsejében található pajzsok területén - ahol
alacsony a földi hőáram értéke.
A litoszféralemezek mozgása
A lemezek geometriai viszonyainak leírása során tulajdonképpen síkbeli körülmé-
nyek között gondolkodtunk, mivel a földgömbön megvalósuló viszonyokat síkban ábrá-
zoltuk és ezeknek a síkbeli ábráknak a szemlélete alapján állapítottunk meg különféle
összefüggéseket. Ezt eddig megtehettük, mert a gömbről a síkra történő vetítés során tör-
vényszerűen fellépő térképi torzulások elvileg nem zavarták a jelenségek leírását.
A továbbiakban azonban a mozgásokat már a gömbi viszonyok figyelembevételével
kell vizsgálnunk, hiszen a litoszféralemezek a Föld felszínén, azaz gömbfelületen mozog-
nak.
A lemezek relatív mozgásának leírásához ismernünk kell E
ULER
-nak azt a geomet-
riai tételét, amely szerint valamely gömbfelületen elhelyezkedő geometriai alakzat legál-
talánosabb elmozdulása elemi elfordulások összegezéseként fogható fel. Ezt szemlélteti a
21. ábra, ahol az ABC-vel jelölt gömbháromszöget a C ponton átmenő S tengely körül
ε
szöggel elfordítva a gömbháromszög az
C
B
A
′
′
helyzetbe kerül. Az ábrán megfigyel-
hetjük, hogy a síkon történő elmozdulással szemben gömbfelületen nem létezik olyan el-
mozdulás, amely esetében az illető geometriai alakzat minden pontja azonos pályán és
azonos mértékben mozdul el. Valamely tengely körüli elfordulás esetén a testek pontjai a
forgástengelyen levő pontok kivételével a forgástengelyre merőleges síkokban, különbö-
ző körívek mentén mozdulnak el.
21. ábra. Gömbfelületi alakzat elmozdulása
Mivel a földgömb felszínén a litoszféralemezek egymáshoz képest mozognak, a
fentiek értelmében bármely két lemez relatív elmozdulása leírható, mint a Föld közép-
pontján átmenő megfelelő tengely körüli elfordulás. (Ez a tengely természetesen csak ki-
vételesen ritka esetben egyezhet meg a Föld forgástengelyével ezért megkülönböztetésül
rotációs tengelynek nevezzük.) A rotációs tengelyre merőleges síkok földfelszíni met-
szésvonalai körök, amelyeket rotációs szélességi köröknek nevezünk. A legnagyobb rotá-
ciós szélességi kör a rotációs egyenlítő; míg a rotációs tengely földfelszíni metszéspontjai
a rotációs pólusok. A földrajzi hosszúság- és szélességvonalak analógiájára a rotációs
szélességi körökre merőleges vonalak a rotációs hosszúságvonalak.
Ezek után vizsgáljuk meg az akkréciós lemezszegélyek - vagyis a hátsággerincek
két oldalán levő lemezek egymáshoz viszonyított elmozdulását. Mivel az óceáni hátságok
gerincvonala és az ezeket szétszabdaló transzform törések általában jó közelítéssel merő-
legesek egymásra, ezért velük párhuzamosan megrajzolhatók a 22. ábrán látható rotációs
szélességi és hosszúsági körök, amelyek viszont kijelölik az adott lemezhatárhoz tartozó
rotációs pólusokat és ezzel a rotációs- (ebben az esetben az ún spreading-) tengely irá-
nyát. Így az óceáni hátságok gerincvonala párhuzamos a rotációs hosszúságvonalakkal, a
transzform vetők pedig a rotációs szélesség-vonalakkal. Ha az ábrán az A lemezt rögzí-
tett helyzetűnek képzeljük és a B lemezt hozzá képest ε szöggel elfordítjuk, akkor mi-
vel a hátságok gerincvonala mentén mindkét lemezhez szimmetrikusan adódik az új terü-
let, ezért a gerincvonal ε/2 szöggel fordul el. Két lemez egymáshoz viszonyított távolo-
dása tehát a spreading-tengely körül megfelelő ε szöggel történő elfordulással írható le;
míg a széttolódási sebesség:
r
r
dt
d
v
ω
ε
=
=
ahol
r a vizsgált pont távolsága a rotációs tengelytől, ω pedig a 22. ábrán látható ε
szög változásának, azaz a két lemez egymáshoz viszonyított elfordulásának sebessége.
Mivel a vizsgálatok szerint két szomszédos lemezre az
ω szögsebesség értéke hosszabb
időtartamon belül állandó, ezért a két lemez távolodási sebessége a spreading-tengelytől
mért
r távolság függvénye. Így nyilvánvalóan a legnagyobb széttolódási sebességek a
spreading-tengelytől legtávolabb, a rotációs egyenlítő környékén adódnak; ettől a
spreading-pólusok felé közeledve egyre csökken, majd ezeket elérve zérus a széttolódás
sebessége.
22. ábra. Két lemez relatív elmozdulása az óceáni hátságok mentén
Mindezek figyelembevételével már könnyen megérthetjük a
16. ábrán a spreading-
sebességek "furcsa" területi eloszlását. (Természetesen két lemez széttolódási sebessége
nem egyezik meg a
16. ábrán közölt spreading-sebességekkel, hanem ennek kétszerese,
mivel a spreading-sebesség nem más, mint az óceánfenék kőzeteinek a hátság gerincvo-
nalától szimmetrikusan jobbra és balra történő eltávolodásának mértéke; míg a két lemez
közötti széttolódási sebesség a
22. ábra szerint az egyik lemeznek a másikhoz viszonyí-
tott elmozdulása alapján számítható.)
Az eddigiek alapján a hátságrészek két oldalán levő lemezekhez tartozó spreading-
tengelyek és a széttolódás mértékét jellemző rotációs szögsebességek nem csak a
spreading-sebességekből, hanem a transzform vetők irányának és hosszának felhasználá-
sával is meghatározhatók. A két egymástól független módszerrel kapott eredmények töb-
bé-kevésbé jól megegyeznek.
A spreading-sebességek és a transzform vetődések adatai alapján a különböző óce-
áni hátságokhoz (vagyis az akkréciós lemezszegélyek két oldalán levő
litoszféralemezekhez) más-más spreading-tengely és más-más rotációs szögsebesség tar-
tozik. Újabb vizsgálatok eredményei szerint valószínű, hogy a spreading-tengelyek hely-
zete az időben változik, ezért a hozzájuk tartozó póluspárok is lassú mozgásban vannak.
Az akkréciós lemezszegélyek mentén fellépő mozgások tanulmányozása után vizs-
gáljuk meg a konszumációs lemezszegélyeknél tapasztalható mozgásokat. Ehhez először
Dostları ilə paylaş: |