1
13. GEOTEKTONIKA
A Föld mai állapota évmilliárdokig tartó fejlődési folyamat eredménye, melynek
során óceánok, kontinensek, hegységek születtek és pusztultak el. A Föld dinamikai fo-
lyamatai napjainkban sem szűntek meg, a földkéreg és a Föld belső részei jelenleg is
szüntelen mozgásban vannak. Erről tanúskodnak a napjainkban is gyakori földrengések
és vulkánkitörések.
A következőkben a Föld azon globális tektonikai mozgásaival foglalkozunk, ame-
lyek a geológiai korok alatt kialakították a Földünk mai arculatát: a kontinenseket, az
óceánokat, a hatalmas hegységrendszereket és a különféle földtani képződményeket
− és
amelyek napjainkban is döntő szerepet játszanak a Föld életében. Először röviden a kon-
tinensek vándorlásával és az óceáni medencék tágulásával foglalkozunk, majd a
lemeztektonika elméletét tekintjük át.
A KONTINENSEK VÁNDORLÁSA
Francis
B
ACON
angol filozófus már 1620-ban felhívta a figyelmet Afrika és Dél-
Amerika partvonalainak hasonlóságára, később Alexander H
UMBOLDT
is foglalkozott a
kérdéssel. Ugyanebből kiindulva a XX. század elején Alfred W
EGENER
fejében fordult
meg a gondolat, hogy a jelenlegi kontinensek egyetlen ősi "szuperkontinens" széttörede-
zett darabjai, melyek a földtörténeti idők során vándoroltak ma ismert helyükre. Hipotézi-
sét igyekezett tudományos érvekkel is alátámasztani.
W
EGENER
az Atlanti-óceán két partját alkotó kontinensek partvonalainak hasonló-
ságából arra a következtetésre jutott, hogy a kontinensek valamikor egyetlen hatalmas
őskontinenst: az ún. PANGEA-t alkották amely a földtörténeti idők folyamán feldarabo-
lódott és az egyes részek elvándoroltak egymástól. Elképzelésének igazolására különböző
bizonyítékokat keresett. Igen érdekes az érvelése, amely a földfelszín különböző magas-
ságainak gyakorisági előfordulásával kapcsolatos. Az 1. ábrán a tengerszint feletti ma-
gasságok és a tengerszint alatti mélységek területi eloszlását mutatjuk be. A görbe úgy
készült, hogy a Föld legmagasabb csúcsa és a legmélyebb pontja közötti szintkülönbséget
50 m-es közökre osztották, és meghatározták, hogy az egyes közökben előforduló magas-
ságoknak mekkora az összterülete. Jól látható, hogy a teljes földfelszín kb. 510 millió
2
km
-nyi területének legnagyobb részét az óceáni medencék és az ún. kontinentális plat-
formok teszik ki.
Ha ezekből az adatokból, vagyis a kontinentális területek és a vízzel borított terüle-
tek együttes adataiból megszerkesztjük a magasságok gyakorisági görbéjét: az ún.
hipszometrikus görbét, akkor olyan görbét kapunk, amelynek két maximuma van (2. áb-
ra). A kapott eredmény geofizikai szempontból azért rendkívül érdekes, mert azt mutatja,
hogy a Földön a magasságok eloszlása nem véletlenszerű, hanem valamilyen törvénysze-
rűséget követ. A magasságok két jellegzetes érték: a kontinentális területek átlagos +100
m-es magassága és az óceáni medencék -4800 m körüli átlagos mélysége körül statiszti-
kus szórást mutatnak. Az összehasonlítás kedvéért a 2 ábrán feltüntettük azt az esetet is,
amikor a Földön a magasságok eloszlása véletlenszerű lenne. Ebben az esetben a tetsző-
leges magasságokra emelkedő kontinensekre és a tetszőleges mélységű óceánokra a ma-
gasságok gyakorisági görbéje egyetlen maximummal rendelkező Gauss-görbe volna,
melynek -2440 m-nél
− vagyis a szilárd földfelszín átlagos magasságában lenne a maxi-
muma. W
EGENER
a kettős maximummal rendelkező görbét úgy értelmezte, hogy a föld-
2
kéreg két részből áll: a kontinenseket felépítő felső részét könnyebb kőzetek (pl. gránit);
az alsó
− egyben az óceánok fenekét felépítő − részét pedig nagyobb sűrűségű kőzetek
(pl. bazalt, gabbró, peridotit) alkotják.
1. ábra. A földfelszín magasságainak területi eloszlása
7.4 ábra. A hipszometrikus görbe
A két különböző sűrűségű alsó és felső kéregrész között izosztatikus (úszási)
egyensúlyi állapot van. W
EGENER
tehát a Föld felszíni formáinak magassági eloszlásából
a földkéreg izosztatikus egyensúlyára, az izosztatikus egyensúly fennállásából
− vagyis
az úszás tényéből
− pedig az elúszásra következtetett. Valójában azonban nem ilyen egy-
szerű a szétúszás magyarázata. Ahhoz, hogy a kontinensek szétdarabolódása és vándorlá-
sa bekövetkezzék, igen komoly erőhatásokra van szükség.
3
A geológiai és a paleoklimatológiai vizsgálatok eredményei
Az utóbbi időkben a különböző kontinenseken számos olyan kutatófúrást mélyítet-
tek, amelyek több ezer méter vastag rétegsorokat harántoltak át és igen gazdag ismeret-
anyaggal egészítették ki a felszíni földtani kutatások eredményeit. Dél-Amerika, Afrika,
India, Ausztrália, sőt újabban az Antarktisz bizonyos részein sikerült teljesen hasonló
geológiai rétegsorokat kimutatni a devon és a tiász közötti időszakból
− pontosabban a
200-400 millió évvel ezelőtti időkből. Ezek a rétegsorok annyira jellegzetesek, hogy
"Gondwana-rétegsoroknak" nevezik őket.
A különböző földtani, kőzettani és paleontológiai megfigyelések eredményeiből
többek között következtetni lehet valamely terület földtörténeti, múltbeli éghajlatára. Így
pl. a sóképződés száraz sivatagi éghajlatra, a korallok elterjedése egyenlítő környéki terü-
letekre, vagy pl. a kőszén elterjedése egykori meleg, nedves éghajlatra utal. Számunkra
azonban most a tillitek előfordulása lényeges, mivel ez egyértelműen a régi időszakok
hideg sarkvidéki klímájára, eljegesedett területekre jellemző. A Gondwana-rétegsorok
jellegzetes tillit rétegei arra utalnak, hogy a karbon és a perm időszakban Dél-
Amerikában, Afrika, India és Ausztrália déli részén, valamint az Antarktiszon hatalmas
eljegesedés volt. A 3. ábrán csillagokkal jelöltük a permokarbon eljegesedések területeit
a különböző kontinenseken. Ugyanakkor az északi félteke kontinensein biztosan meleg,
páradús klíma uralkodott, hiszen ekkor keletkeztek a hatalmas karbon időszaki kőszénte-
lepek.
3. ábra. A permokarbon eljegesedés nyomai a különböző kontinenseken
D
U
T
OIT
dél-afrikai geológus szerint a permokarbon eljegesedés 3. ábrán látható
szabálytalan területi eloszlása kétféleképpen magyarázható: a Földön a különböző éghaj-
latú területek eloszlása vagy a földrajzi szélesség függvénye és a kontinensek vándorol-
nak; vagy a kontinensek állandó helyzetben vannak és a különböző éghajlatú területek
eloszlása független a földrajzi szélességtől. Mivel a tapasztalat szerint a Földön a külön-
böző éghajlatú területek eloszlása a földrajzi szélesség függvénye és tekintélyes vastag-
ságú jégtakaró csak a sarkkörökön belül képződhet, ezért csak az első lehetőséget vá-
laszthatjuk. D
U
T
OIT
szerint a karbon időszakban a kontinensek a 4. ábrán látható formá-
ban helyezkedtek el és csak utána vándoroltak a ma ismert helyzetükbe. Ezzel a konti-
nens rekonstrukcióval világosan megérthető a karbon jégkorszak 3. ábrán látható különös
területi eloszlása.
Ma már számos további geológiai bizonyíték is a rendelkezésünkre áll, ezek részle-
tezésétől azonban eltekintünk.
4
4. ábra. A permokarbon eljegesedés magyarázata D
U
T
OIT
szerint
A BULLARD-féle kontinens rekonstrukció
Mivel a tengerek vízszintje a földtörténeti idők alatt különböző okok miatt változik,
emiatt jelentősen megváltozhat a kontinensek partvonalainak alakja is. Ha tehát a
kontinensek ilyen módon értelmezett széleit
− vagyis magukat a partvonalakat − toljuk
egymás mellé, akkor még abban az esetben sem kaphatunk tökéletes illeszkedést, ha a
kontinensek valóban egyetlen tömbből származnak.
5. ábra. A B
ULLARD
-féle kontinens rekonstrukció
5
Célszerű tehát nem a partszegélyeket, hanem a kontinensek valódi széleit, az ún.
selfek vonalát illeszteni. Ez pedig az a rész, ahol a sekélytengeri részek átmennek a mély
óceáni területekbe
− vagyis az 1. ábrán látható kontinentális lejtő területe. Ennek megfe-
lelően B
ULLARD
és munkatársai a kontinenseket úgy igyekeztek egymás mellé helyezni,
hogy a területeik közötti hézagok és átfedések a lehető legkisebbek legyenek. Ezt a mi-
nimum-feladatot a legkisebb négyzetek módszerét felhasználva
− a lehetőségek igen nagy
száma miatt
− számítógéppel oldották meg. Az így elkészített kontinens rekonstrukciót az
5. ábrán mutatjuk be. A kontinensekhez tartozó sekélytengeri részeket pontozott területek
mutatják; az illesztésnél adódó átfedéseket feketével, a fennmaradó hézagokat pedig fe-
hérrel jelöltük. Mivel az egymás mellé helyezett kontinensek közötti rések és átfedések
meglehetősen kicsik, ezért valójában igen jó illeszkedés adódott.
Érdekes megfigyelni, hogy melyek azok a helyek, ahol viszonylag rosszabb az il-
leszkedés. Pl. Afrika és Dél-Amerika esetében a legnagyobb átfedések éppen a Niger és a
Kongó torkolatánál adódnak, ahol a folyók által szállított hatalmas mennyiségű hordalék
évmilliók alatt utólagosan módosította az afrikai kontinens eredeti szegélyvonalát.
Paleomágneses bizonyítékok
A korábbiakban már láttuk, hogy ha valamely vulkáni eredetű kőzetből mintákat
veszünk és meghatározzuk ezen kőzetminták eredeti fekvését, valamint a mágnesezettsé-
gük irányát, akkor meg tudjuk mondani, hogy milyen volt a kőzet keletkezésekor a földi
mágneses tér iránya és a mágneses pólusok hol helyezkedtek el.
Elsőként Angliában és Észak-Európában végeztek ilyen vizsgálatokat és arra a meg-
lepő eredményre jutottak, hogy a kőzetminták mágnesezettségének iránya nem állandó,
hanem amint visszafelé haladunk a földtörténeti múltba, a mágneses irányok fokozatosan
a vízszintes irányhoz közelednek, majd el is érik ezt. A jelenséget kétféleképpen értel-
mezhetjük: vagy a mágneses pólus vándorolt úgy, hogy egykor Anglia és Észak-Európa
területére esett a mágneses egyenlítő vidéke; vagy pedig maguk a kőzetek
− tehát a kon-
tinensek
− vándoroltak el, amelyek egykor a mágneses egyenlítő vidékén voltak. Mivel a
Föld mágneses tere és a Föld tengelykörüli forgása között kapcsolat van (a Föld mágne-
ses tengelye mindig a forgástengely közelében kell legyen, és ezt jelentősen nem hagy-
hatja el) ezért a mágneses pólus nem vándorolhatott el számottevően, így a kontinensek-
nek kellett elmozdulniuk.
A további részletes paleomágneses vizsgálatok során még az is kiderült, hogy a kü-
lönböző kontinensek kőzetei alapján más-más mágneses pólusvándorlási görbék adódnak.
A különböző kontinensekre adódó pólusvándorlási görbék a földtörténeti múltba vissza-
felé haladva a 6. ábrán látható módon egyre jobban széttartanak. Ugyanakkor azonban
tudjuk, hogy Földünk mágneses tere dipólusos szerkezetű, ezért csak egyetlen mágneses
északi és déli pólusa van, aminek a Föld felszínén csak egyetlen nyomvonala lehet. Ezért
a 6. ábrán látható különböző pólusvándorlási görbék csak azzal magyarázhatók, hogy a
kontinensek ma nem azon a helyen vannak, mint ahol a vizsgált kőzeteik keletkeztek.
Így az időben visszafelé haladva, egyre jobban széttartó és közel azonos alakú mág-
neses pólusvándorlási görbék csak a kontinensek vándorlásával magyarázhatók. Ennél
azonban jóval többet is mondhatunk; mivel az egyetlen pólusvándorlási görbe követel-
ménye alapján meg tudjuk határozni az egyes kontinensek relatív helyzetét is a földtörté-
neti múlt különböző időpontjaiban. Ezzel minden eddiginél pontosabb és megbízhatóbb
kontinens rekonstrukciót tudunk elkészíteni, sőt azt is pontosan meg tudjuk mondani,
6
hogy a kontinensek mikor váltak szét egymástól és milyen útvonalon jutottak a jelenlegi
helyzetükbe.
6. ábra. Mágneses pólusvándorlási görbék a különböző kontinensekre
Igen jó példa erre Afrika és Dél-Amerika esete. A 6. ábrán látható, hogy a két kon-
tinensre két különböző pólusvándorlási görbe adódik. Ahogyan időben közeledünk a
földtörténeti jelenkor felé, a két görbe fokozatosan egyre közelebb kerül egymáshoz és
végül a jelenkori vulkáni kőzetek vizsgálata alapján azonos pólus adódik
− amely termé-
szetesen azonos a mostani mágneses pólussal. Ha a két kontinenst a B
ULLARD
-féle re-
konstrukciónak megfelelően egymás mellé toljuk, akkor a kontinensek vándorlásának
legmeggyőzőbb bizonyítékát kapjuk: ugyanis így a mezozoikum előtti időkre a két konti-
nens pólusvándorlási görbéje a meghatározás pontosságán belül egybeesik, majd a mezo-
zoikumtól a görbék két részre válnak és a jelenkor felé haladva egyre inkább eltávolod-
nak egymástól. Ebből egyértelműen megállapítható, hogy Afrika és Dél-Amerika a me-
zozoikum elején, kb. 200 millió évvel ezelőtt vált szét egymástól. A két kontinens pólus-
vándorlási görbéjének a perm és a jelenkor közötti időpontokra történő egybeejtésével az
is meghatározható, hogy Afrika és Dél-Amerika milyen útvonalon jutott a jelenlegi hely-
zetbe.
− A vizsgálat természetesen valamennyi kontinensre egyaránt alkalmazható.
AZ ÓCEÁNI MEDENCÉK TÁGULÁSA
Az óceánok fenekének domborzatát nagy vonalakban már régebben ismerték, azon-
ban a részletes feltérképezésük csak az 1950-es években kezdődött meg H
EEZEN
amerikai
geofizikus vezetésével. Ezekben az időkben tárult teljes részletességgel a kutatók szeme
elé az óceánok mélyén a 7. ábrán látható hatalmas méretű, egymáshoz kapcsolódó
hátságrendszer, amely végighalad az Atlanti-, az Indiai-, és a Csendes-óceánon, valamint
az Északi-Jeges-tenger alatt. Ez a Közép-óceáni
− a továbbiakban röviden óceáni −
hátságrendszernek nevezett, mintegy 60000 km hosszúságú, több száz km széles és az
óceáni medencék 4800 m-es átlagos fenékmélysége fölé 1000-3000 m-rel kiemelkedő
óriási, összefüggő szerkezet általában az óceánok középvonala mentén a partvonalakkal
csaknem párhuzamosan halad. A hátságrendszer vonulatait számos, rá merőleges törés,
ún. transzform vetődés szabdalja 200-2000 km hosszúságú darabokra. A térképezés során
felfedezték, hogy a hátságok gerincvonalában vékony, mély hasadékszerű völgy találha-
tó. Később megállapították, hogy ezen középponti hasadékvölgy mentén igen sok sekély-
fészkű földrengés keletkezik és tengeralatti vulkánok működnek. (A 8. ábrán, a Közép-
7
Atlanti-hátság kinagyított képén jól kivehető a középponti hasadékvölgy és az említett
transzform törések. )
7. ábra. Az óceánok fenekén végighúzódó világméretű hátságrendszer
8. ábra. A Közép-Atlanti-hátság
8
A tengeri mágneses mérések eredményei
Röviddel az 1960-as évek előtt erősen megnövekedett az érdeklődés az óceánok
iránt. Ennek egyik következménye volt az óceánok felszínén elvégzett hatalmas mennyi-
ségű mágneses mérés, amelynek alapján ezekről a területekről igen részletes mágneses
anomália-térképek készültek.
1961-ben a S
CRIPPS
Oceanográfiai Intézet kutatói felfedezték, hogy Észak-Amerika
nyugati partjainál addig ismeretlen, erősen elnyúló, a partvonalakkal párhuzamosan futó
mágneses anomáliasáv-rendszer húzódik; de semmiféle olyan szabályos geológiai szer-
kezetet nem sikerült találni, mely létrehozhatta volna ezeket. Az ilyenféle mágneses ha-
tóknak (mágneses kőzettesteknek) az eredete néhány évig teljesen titokzatos maradt.
9. ábra. Mágneses anomáliák változása Izland környékén
10. ábra. Mágneses anomáliák a Csendes-óceáni-hátság egyik szelvényében
9
Közben más kutatók egészen hasonló mágneses anomáliasáv-rendszereket találtak
az óceáni hátságok területén, ahol az anomália-térképek a hátságok gerincvonala feletti
több száz km szélességű övben meglepő szabályosságot mutattak: a pozitív és a negatív
mágneses anomáliák egymást szabályosan váltogatva, igen hosszú sávokban jelentkeztek.
E sávok hossztengelyei egymással és az óceáni hátság gerincvonalával párhuzamosak, sőt
az egész mágneses anomáliatér a hátság gerincvonalára szimmetrikus. Ezt szemlélteti a 9.
ábra, amelyen a Közép-Atlanti-hátság egy Izlandhoz közeli része feletti mágneses ano-
máliák láthatók (feketével a pozitív, fehérrel a negatív anomáliákat jelöltük). Ugyanezt a
feltűnő szimmetriát láthatjuk a 10. ábra felső részén, a Csendes-óceáni-hátság gerincére
merőleges egyik szelvényben. A szimmetria kihangsúlyozása céljából a felső görbe alatt
(amely mérési eredmény) feltüntettük ugyanennek a görbének a hátság gerincére vonat-
kozó tükörképét is.
A földmágneses anomáliák ilyen mértékű szabályos eloszlása nem lehet a véletlen
műve, tehát mindenképpen magyarázatot követel. A magyarázatot 1963-ban V
INE
és
M
ATTHEWS
, a Cambridge-i Egyetem kutatói adták meg. Magyarázatuk a mágneses tér-
fordulások jelenségére épült. Elképzelésük szerint az óceáni hátságok gerincvonala men-
tén olvadt állapotú kőzetanyag áramlik a mélyből felfelé, mely a felszínre érve vagy a
felszín közelében lehűl és az aktuális mágneses térnek megfelelően felmágneseződik, mi-
közben mindkét oldalról hozzánő a régi óceáni fenék anyagához (11. ábra). A folyamatos
feláramlás következtében az óceáni hátságok gerince mentén állandóan új óceáni fenék-
anyag képződik, amely a régebbi kőzeteket a hátság gerincvonalától jobbra és balra szét-
tolja. Ahogyan a korábban felszínre jutott kőzetanyag a hátságok gerincvonalára szim-
metrikusan széttolódik, váltakozóan normál és fordított mágnesezettségű kőzetsávok ala-
kulnak ki, annak megfelelően, hogy milyen polaritású volt a földmágneses tér az egyes
kőzetrészek keletkezésének időpontjában. Az óceánok felszínén végzett magnetométeres
mérésekkel ezeknek a normál és fordított mágnesezettségű kőzettesteknek megfelelő
mágneses tér mérhető, azaz ennek megfelelően jönnek létre az óceáni hátságok gerincvo-
nalával párhuzamos és erre szimmetrikus pozitív illetve negatív mágneses anomáliasá-
vok.
11. ábra. A mágneses anomáliasávok magyarázata
10
A Vine-Matthews-hipotézis igazolása
A Vine-Matthews-hipotézist nagymértékben alátámasztotta, hogy az időközben
egyre gyarapodó tengeri mágneses mérések során az óceáni hátságok valamennyi szelvé-
nyében teljesen hasonló, szabályos mágneses anomáliasáv rendszereket találtak. Ha az
egyes szelvényekben a Vine-Matthews-hipotézisnek megfelelő váltakozó
mágnesezettségű kőzetmodelleket veszünk fel, akkor az ezekre számított mágneses ano-
máliák jól megegyeznek a valóságban mért anomáliákkal. Jó példa látható erre a 10. áb-
rán. Az ábra alján felvett néhány km-es vastagságú óceáni fenéklemezen fehérrel a jelen-
legi mágneses térnek megfelelő "normál" mágnesezettségű, feketével pedig a fordított
mágnesezettségű kőzethasábokat jelöltük. A modell felett látható a felvett mágneses ha-
tókra kiszámított "elméleti" görbe, amely szinte tökéletesen megegyezik a valóságban
mért és az ábra felső részén látható görbével.
A főleg mágneses anomáliák alapján levezetett hátságmodell jó összhangban van
más geofizikai mérések eredményeivel is.
12. ábra. A földrengések kipattanási helyei
A legszembetűnőbb
− szinte matematikai szigorúságú − bizonyítékot az óceáni hát-
ságok mentén keletkező gyakori földrengések epicentrumainak eloszlása szolgáltatta.
Amint a 7. és a 8. ábrán is láthattuk; az óceáni hátságok gerince nem folytonos vonal,
hanem törések és vetődések által mintegy 200-2000 km hosszúságú szakaszokra tagolt
lépcsős futású szerkezet: Ezek a törések olyan pontokat kötnek össze, amelyek egykor
egymás mellett voltak. A törések egyébként pontosan jelentkeznek a mágneses anomália-
sávokban is, mivel ezek szorosan követik a hátság szétszabdalt gerincét. Mivel a hátságok
elvetődött gerince felett mindig a jelenlegi normális mágnesezettségű kőzeteknek megfe-
lelő anomáliasáv található, tőle szimmetrikusan két oldalra pedig a váltakozó előjelű sá-
vok, ez arra utal, hogy a szétszabdalt hátsággerincek ma is "élnek", azaz folyamatosan
termelik az új óceáni fenékanyagot. Ekkor viszont
− mivel a hátságok gerincvonala men-
tén mindenütt anyag áramlik szét
− az elvetődött gerincrészek (a 12. ábra jobb oldalán
látható A és B pont) között az óceáni fenékanyag egymással ellentétes irányban mozog.
Ez az elmozdulás azonban nem folyamatos, hanem a jelzett A és B pont között a kőze-
tekben először rugalmas energia halmozódik fel, majd amikor ez eléri a kőzetek törési
szilárdságát, az anyag a vetődési sík mentén eltörik, hirtelen elmozdulás lép fel és a ru-
galmas energia földrengéshullámok formájában szétterjed. A 12. ábra jobb oldalán vilá-
gosan látszik, hogy az óceáni hátságok elvetődött gerincrészeit összekötő törési zónákban
relatív elmozdulás kizárólag az A és a B pont között lép fel, ezen pontokon kívül a kő-
11
zettestek már együtt mozognak; tehát a törési zóna mentén földrengések is csak kizárólag
itt keletkezhetnek. Ezt a típusú törést transzform törésnek nevezzük.
Ha most az eddigiektől függetlenül, csupán a morfológia alapján gondolkodnánk, a
törésvonalat látva a geológiában már jó1 ismert egyszerű harántvetődést gyanítanánk és
−
feltételezve, hogy a vetődési folyamat még ma is tart
− bizonyára arra a megállapításra
jutnánk, hogy a törési zónának teljes hosszában szeizmikus aktivitást kell mutatnia. (Ezt
az esetet a 12. ábra bal oldalán láthatjuk, ahol a szeizmikus aktivitás területét keresztek-
kel jelöltük.
Az egyszerű harántvetődés és az óceánfenék széttolódását bizonyító transzform ve-
tődés tehát szeizmológiai vizsgálatokkal pontosan elkülöníthető. Mivel az óceáni hátsá-
gok mentén a földrengések epicentrumainak eloszlása teljesen egyértelműen a vetődések
transzform jellegét igazolják, ez tehát nem egyéb, mint a spreading (az óceánfenék szét-
terjedés) bizonyítása. Ugyancsak a széttolódást bizonyítja óceáni hátságok mentén kipat-
tanó földrengések fészekmechanizmusa.
Megállapíthatjuk tehát, hogy a világ óceánjain áthaladó hatalmas méretű hátság-
rendszer Földünknek az a különös helyszíne, ahol a földkéreg állandóan születőben van.
A felszínre ömlő és szétterjedő kéreg alatti olvadt kőzetanyag eredményezi az óceánok
alatti ismert bazaltvulkánosságot és hozza létre a mágneses anomáliasávokat. Ugyancsak
ez magyarázza a hátságok magas hőáramát és a rendszerint pozitív gravitációs Faye-
anomáliákat, valamint a negatív Bouguer-anomáliákat. A hátságrendszer mentén keletke-
ző földrengéseket pedig a szétszakadó és a transzform vetődések vonalán elmozduló
−
közben egymással súrlódó
− kőzettestek okozzák.
A GLOBÁLIS TEKTONIKA (LEMEZTEKTONIKA) ELMÉLETE
Az 1960-as évek derekán a földtudományokkal foglalkozó szakemberek bizonyítva
láttak két különböző vándorlási elméletet: a kontinensek vándorlását és az óceáni meden-
cék széttolódását. Tisztázatlan volt azonban, hogyan kapcsolódik egymáshoz e két moz-
gásrendszer, illetve van-e egyáltalán kapcsolat az óceánfenék széttolódása és a kontinen-
sek vándorlása között. Ezekben az időkben a szakemberek érezték, hogy hamarosan nagy
felfedezés fog bekövetkezni. Ez a felfedezés az 1960-as évek végén született meg, amikor
a két mozgásrendszert sikerült egységbe hozni és létrejött a szintézis, amelyet lemeztek-
tonikának nevezünk. A lemeztektonika elmélete szerint az óceáni medencék és a konti-
nensek nem külön vándorolnak, hanem olyan nagy egységek (ún. litoszféralemezek) mo-
zognak, amelye általában óceáni és kontinentális területeket egyaránt magukban foglal-
nak. A lemeztektonika alapvetően ú utakat nyitott a földtudományokban, jelenleg a legát-
fogóbb és legjelentősebb geotektonikai elmélet, amely alkalmas arra, hogy megmagya-
rázza a földtudományok alapproblémáit.
A lemeztektonika alaptételei
A lemeztektonika elmélete szerint a Földünk felszíne hat nagy és több kisebb, kb.
60-120 km vastagságú litoszféralemezre osztható. Ugyanazon litoszféralemezek általában
kontinentális és óceáni területeket egyaránt magukban foglalhatnak. Ezek a közel merev-
nek tekinthető lemezek egymáshoz viszonyítva mozognak. Közöttük három különböző
mozgásforma lehetséges: két lemez vagy távolodik egymástól, vagy szembe mozog egy-
mással, vagy elcsúszik egymás mellett. Ezt a 13. ábrán látható modell szemlélteti.
12
Az egymástól távolodó lemezszegélyek mentén a litoszféralemezek alatt levő
asztenoszférából állandóan új kőzetanyag tör a felszínre és nô hozzá a lemezszegélyek-
hez. Ezek az akkréciós (növekedő) lemezszegélyek. Ilyenek az óceáni hátságok és való-
színűleg ilyen a most kialakuló Kelet-Afrikai-árok, a Vörös-tenger és a Bajkál tó vidéke.
A második mozgásforma esetében két lemez szembe mozog egymással. Attól füg-
gően, hogy milyen típusú lemezek ütköznek, két alapeset lehetséges. Amikor kontinentá-
lis lemez ütközik óceáni lemezzel, akkor az óceáni lemez a kontinentális terület alá bukik,
lehatol több száz km mélységbe, majd feloszlik az asztenoszféra anyagában. Ha azonban
két kontinentális lemez ütközik, akkor ennél lényegesen bonyolultabb kép alakul ki, mi-
vel egyik lemez sem tud a másik alá hatolni. Ekkor olyan zóna jön létre, ahol a kőzetek
összenyomódnak, meggyűrődnek, összetöredeznek, hatalmas alá- és fölétolódások ala-
kulnak ki. Az egymással szembe mozgó lemezek határai a konszumációs lemezszegélyek,
illetve az alátolódó lemezek esetében más néven a szubdukciós zónák. Ezeken a területe-
ken találhatók a mélytengeri árkok, ezekkel párhuzamosan helyezkednek el az aktív sze-
izmikus és vulkáni övek és itt találhatók az orogén (hegységképződési) övek is. Ilyen te-
rületek pl. a Csendes-óceánt szegélyező cirkumpacifikus öv és az Alp-Himalájai-
Melanéziai övezet.
13. ábra. A litoszféralemezek mozgásformái
A harmadik mozgásforma két lemez között a közeledés vagy a távolodás nélküli
horizontális elcsúszás, a transzform vetődés. A leghíresebb példa erre a kaliforniai Szent-
András-törésvonal és a törökországi Anatóliai-vetődés.
A különféle lemezszegélyek és mozgásformák vázlatos képe a 13. ábrán látható;
ahol A az akkréciós lemezszegélyeket, S a szubdukciós zónákat és T a transzform ve-
tődéseket jelöli.
Az egyes litoszféralemezek belső részei tektonikai szempontból nyugodt területek,
a tektonikai aktivitás zónái a lemezek szétszakadó, az egymással szembe mozgó és az
egymás mellett elcsúszó szegélyei. A Föld kérge és a felső köpenyének egy része össze-
függő és együttmozgó részt alkot, amelyet litoszféralemezeknek nevezünk. A lemez elne-
vezést részben a merevségük, részben pedig az indokolja, hogy ezek vízszintes kiterjedé-
se legalább tízszerese, de több esetben néhány százszorosa a vastagságuknak. A
litoszféralemezek alatt levő több száz km vastag és igen kis merevségű övet
asztenoszférának hívjuk, míg a földköpeny fennmaradó részét, amely ismét nagyobb me-
revséggel rendelkezik és a tektonikai folyamatokban már nem vesz részt, mezoszférának
szokás nevezni.
13
A lemezhatárok megállapítása
A litoszféralemezek határainak megállapítása az esetek jelentős részében egyszerű
feladat, mivel ezek bizonyos felszíni formák alapján is felismerhetők. Lemezhatárok van-
nak pl. az "élő" óceáni hátságok, a mélytengeri árkok és a transzform törések mentén.
A kevésbé egyértelmű esetekben a lemezhatárokat a Föld tektonikusan aktív zónái
jelölik ki, ezért a Föld szeizmicitás térképe a lemezhatárok megállapításához nélkülözhe-
tetlen. Bizonyos esetekben azonban a szeizmicitás térképek sem adnak biztos segítséget a
lemezhatárok meghatározásához. Az Alp-Himalájai öv nagy részén pl. a földrengések
több száz km szélességű sávban pattannak ki, ezért itt a lemezhatárok helyének pontos
meghatározása igen nehéz feladat. Bizonytalan lemezhatárok más helyeken is előfordul-
nak; a későbbiekben ezekkel még részletesebben foglalkozunk.
A litoszféralemezek mozaikja
Ma még nincs véglegesen lezárva az a kérdés, hogy pontosan hány litoszféralemez
található a Földön, mivel egyrészt bizonyos lemezhatárok pontos megállapítása még nem
történt meg, másrészt a válasz attól is függ, hogy a lemezek legkisebb méretének és a le-
mezhatárok menti legkisebb elmozdulásoknak mely értékét fogadjuk el. Így az alapkérdés
inkább az, hogy mekkora azon litoszféralemezek minimális száma, melyek kielégítően
meghatározzák a globális tektonikai modellt. L
E
P
ICHON
1968-ban hat lemezből álló mo-
dellt alkalmazott és meghatározta az egyes lemezek közötti relatív sebességeket. A hat
legnagyobb lemez: az Amerikai-, az Eurázsiai-, az Afrikai-, az Indiai-Ausztráliai-, az
Antarktiszi-, és a Pacifikus-lemez. Később ezt a modellt további több mint 30 ki-
sebb/nagyobb lemez, illetve tábla figyelembevételével finomították. A felsorolt lemezek
elhelyezkedése és a lemezhatárok a 14. ábrán láthatók.
14. ábra. A nagyobb litoszféralemezek és egymáshoz viszonyított mozgási sebességük
Ma már geodéziai mérésekkel a különböző lemezhatárok mentén bárhol meghatá-
rozható a lemezek egymáshoz viszonyított mozgási sebessége. A 14. ábrán a nagyobb
litoszféralemezek legjellegzetesebb egymáshoz viszonyított mozgási sebességértékeit is
14
feltüntettük cm/év dimenzióban, (a pozitív értékek távolodást, a negatív értékek közele-
dést jelentenek). Látható, hogy a legnagyobb elmozdulások a Pacifikus-, és az Indiai-
Ausztráliai-lemez határai mentén tapasztalhatók.
A Föld felszíni formáinak kialakulása
A földtudományokban régóta létezik néhány megoldásra váró alapprobléma. Ezek
közül leginkább az a folyamat vár magyarázatra, amely a Föld felszínét kialakította és
állandóan megújítja. Ezzel kapcsolatosan felmerül néhány igen fontos részletkérdés is,
pl.: a nagy lánchegységek kialakulása, az óceáni medencék feltűnően fiatal kora, az ős-
maradványok és a különböző kőzetek területi eloszlása stb. A lemeztektonika segítségé-
vel a földtudományok alapkérdéseinek nagy részére kielégítő magyarázat adható, ezek
közül most csak egyetlen kérdéssel nagy lánchegységek képződésével foglalkozunk.
Érdekes, hogy a lánchegységek kőzeteinek nagy részét alkotó tengeri üledékek ho-
gyan kerülnek több száz, sőt több ezer méter magasságra. Képzeljük el azt az esetet, ami-
kor szárazföldi kőzetlemez alá olyan óceáni litoszféralemez tolódik, amely óceáni és kon-
tinentális területet egyaránt tartalmaz. Az óceáni lemez a kontinentális talapzat közelében
nagy mennyiségű olyan tengeri üledéket hordoz, amely a nyílt óceánon képződött és köz-
vetlenül a bázisos, ultrabázisos óceáni kéreganyagra rakódott le. Amikor a szubdukciós
zónában már az összes óceáni kőzetlemez alátolódott és a kontinentális területek ütköz-
nek, akkor érdekes jelenségek történnek. Az összeütközési zónában bizonyos kőzetek,
amelyek az óceánok mélyén terültek el (tehát a mélytengeri üledékek és az ún. párnás ba-
zaltok) összetorlódnak és akár több ezer métert elérő magasságba gyűrődhetnek fel. Ha
ehhez hozzávesszük az ütközés helyén kialakuló nagy nyomás-, és magas hőmérséklet-
értékeket, akkor könnyen megérthetjük, hogy ebben a zónában miért jönnek létre kőzetát-
alakulások, hogyan fejlődnek ki a lánchegységek jellegzetes kőzetei.
A lemezek összetartó mozgását az ütközéseknél fellépő ellenálló erők előbb-utóbb
megállítják. Valószínű, hogy a lemezek relatív mozgásának periodikus megváltozásában
legfőbb ok a kontinensek összeütközése.
Dostları ilə paylaş: |