Strona główna
Jak powstały kontynenty?

Jak powstały kontynenty?

23/02/2017

Oblicze Ziemi, jakie znamy, to tylko bardzo krótka odsłona jej historii. Powierzchnia naszej planety od trzech miliardów lat jest bowiem w nieustannym ruchu. Te zmiany powodowane są przez siłę, za sprawą której powstają superkontynenty, wybuchają wulkany, a ziemia drży - i która ma przez to większy wpływ na zmiany klimatyczne niż wszystkie pozostałe czynniki razem wzięte...

Kiedy płyty rozpoczęły wędrówkę?

Powstanie kontynentów w skrócie można wyjaśnić następująco: przez pierwsze 1,5 mld lat nasza planeta była kipiącą prazupą z magmy i skał meteorytowych. Dzięki rotacji Ziemi magma stężała na powierzchni i utworzyła się stała skorupa. W cieńszych miejscach pękała, a powstałe w ten sposób płyty tektoniczne zaczęły się poruszać, wprawiane w ruch przez gorące jądro. Utwardzone na płytach skały stworzyły w końcu pierwsze kontynenty. Wydarzyło się to 3,2 mld lat temu. Dzisiaj „skóra” naszej planety składa się z siedmiu dużych płyt kontynentalnych, jednej dużej oceanicznej oraz kilkunastu mniejszych, które dryfują po płaszczu ziemskim niczym kra. W miejscach, w których się zderzają, powstają potężne pasma górskie, a tam, gdzie się rozchodzą, rodzą się oceany.

Czy skrawek lądu może zmienić klimat na całym świecie? Czy wystarczy obszar wielkości powiatu kieleckiego, aby wywołać epokę lodowcową? I czy jest możliwe, że tak malutki zakątek Ziemi odmienił życie w oceanach? - Odpowiedź na te wszystkie pytania brzmi: tak! - twierdzi geolog Carlos Jaramillo.

CZY PANAMA SCHŁODZIŁA ZIEMIE?

Podobnie jak inne płyty kontynentalne, również płyty północno- i południowoamerykańska nie są zakotwiczone na stałe - dryfują po płaszczu Ziemi niczym liście po stawie. Niecałe trzy miliony lat temu - czyli w perspektywie historii naszej planety: dosłownie przed chwilą - doszło do najbardziej brzemiennej w skutki kolizji wszech czasów: kontynent północnoamerykański zaczepił swoim najbardziej wysuniętym na południe krańcem, dzisiejszą Panamą, o kontynent południowoamerykański. Niemal w tym samym czasie wybuch wulkanu między kontynentami wyniósł nad powierzchnię wody jeszcze więcej lądu.

Przez tę fuzję powstało nie tylko połączenie między dwiema gigantycznymi masami lądu, lecz również naturalna bariera między Atlantykiem i Pacyfikiem - dwoma największymi oceanami. I właśnie ta bariera spowodowała najradykalniejszą zmianę klimatu w historii naszej planety. Ale po kolei...

Mierzący w niektórych miejscach zaledwie 50 kilometrów szerokości i do 3500 metrów wysokości wał w postaci stałego lądu stanowił przeszkodę, przez którą silne prądy Oceanu Atlantyckiego nie mogły już swobodnie wpływać między obiema Amerykami do Pacyfiku. Miliardy litrów wody zostały przekierowane wielkim łukiem wzdłuż wschodniego wybrzeża Ameryki Północnej do zachodniej Europy. Tak powstał Prąd Zatokowy, Golfsztrom, najpotężniejszy prąd morski decydujący o klimacie naszej planety. - Mimo że brzmi to paradoksalnie, dopiero dzięki parującej ciepłej wodzie tego prądu do suchej wówczas Arktyki dotarło wystarczająco dużo wilgoci. Zaczęła się tworzyć pokrywa lodowa - takie były początki ostatniej epoki lodowcowej sprzed trzech milionów lat - wyjaśnia Carlos Jaramillo. Jednocześnie ciepłe i wilgotne powietrze, które niósł ze sobą przekierowany prąd atlantycki, przemieniło rozległe obszary w południowej Europie i w części Afryki w łąki i sawanny. Stworzyło to podstawę do rozkwitu różnych form życia na tych kontynentach.

To jednak nie wszystko. Bariera stałego lądu między Ameryką Północną i Południową jest też powodem tego, że Atlantyk jest bardziej zasolony od Pacyfiku.

Od chwili złączenia się płyt kontynentalnych słone wody Atlantyku, zamiast mieszać się z wodami sąsiedniego oceanu, parowały u wybrzeży dzisiejszej Panamy - i spadały 50 km dalej na zachód do Oceanu Spokojnego w postaci słodkowodnego deszczu.

To znacząco wpłynęło na rozwój życia w oceanach, podczas gdy na lądzie dochodziło do masowej wymiany gatunków między Ameryką Północną a Południową. - Sporo zmian przynosi ze sobą taki mały skrawek lądu, prawda?- podsumowuje tę wyliczankę Jaramillo.

Kolizja obu kontynentów jest jednak nie tylko dobrym przykładem na to, jak wędrujące płyty formowały życie na naszej planecie. To pierwszy krok do powstania nowego superkontynentu: Pangei Proximy (następnej Pangei), jak nazywają naukowcy przyszłego giganta...

KIEDY WYSCHNIE MORZE ŚRÓDZIEMNE?

- Ruch płyt kontynentalnych nie występuje na żadnej innej planecie w Układzie Słonecznym. To proces cykliczny, którego początek i koniec zawsze stanowi superkontynent - wyjaśnia geofizyk Roland Martin z Uniwersytetu w Bonn. Ostatni ziemski superkontynent, Pangea, rozerwał się 150 milionów lat temu, ale jeszcze dziś, spoglądając na mapę świata, można rozpoznać po zarysach linii brzegowych, jak poszczególne kontynenty były wówczas połączone w jeden ląd.

GDZIE ZNAJDUJE SIĘ CMENTARZYSKO KONTYNENTÓW?

Kontynenty, jak ludzie, umierają - jednak odradzają się: kiedy tylko jedna płyta podczas swej wędrówki zostaje wepchnięta pod drugą, jej skalny budulec opada do płaszcza Ziemi. Na głębokości 2900 km pozostałości płyty zatrzymują się na granicy rozgrzanego do 4000 °C zewnętrznego jądra Ziemi. Pod wpływem temperatury panującej na tym cmentarzysku lżejsze części martwych płyt unoszą się ponownie w postaci tzw. pióropuszy płaszcza i jako magma docierają do powierzchni ziemi poprzez wulkany. - Wznoszenie się i opadanie funkcjonuje jak ruch pęcherzy płynnego wosku w lampie lava. Jest to więc raczej skład recyklingowy niż cmentarzysko - mówi geofizyk Roland Martin. I rzeczywiście dzisiejsze Hawaje składają się z przetopionych skał pochodzącego sprzed miliarda lat superkontynentu Rodinia.

JAK SZYBKO PORUSZA SIĘ POWŁOKA ZIEMI?

W wyniku ruchu płyt tektonicznych tworzą się co jakiś czas nowe superkontynenty (patrz niżej). Nie wszystkie płyty dryfują jednak z taką samą prędkością: płyta północnoamerykańska i eurazjatycka oddalają się od siebie o 2,5 cm rocznie. Na Pacyfiku natomiast niektóre płyty zbliżają się do siebie o 15 cm rocznie.

SUPERKONTYNENT W KSZTAŁCIE OBWARZANKA?

W ciągu minionego 1,5 miliarda lat superkontynenty powstawały przynajmniej trzy razy. Najmłodsza jest Pangea, która istniała jeszcze 150 milionów lat temu. Za mniej więcej 250 do 400 milionów lat na Ziemi znów pojawi się superkontynent. Z dużym prawdopodobieństwem zderzą się ze sobą na Atlantyku płyty amerykańskie z eurazjatycką i afrykańską. Dzięki temu większość lądów na Ziemi znów scali się w jeden superkontynent, który zamknie w swoim wnętrzu Ocean Indyjski. Według geofizyka Christophera Scotese następny superkontynent będzie przypominał olbrzymi obwarzanek. Przyszłego kolosa nazywa on Pangea Proxima - następną Pangeą.

Międzynarodowe badania na uniwersytetach Ohio (USA) i St. Francis Xavier (Kanada) wykazały, że istnieje coś takiego, jak przewidywane miejsca pęknięcia, w których lądy szczególnie łatwo się rozpadają. Porównując na przykład linie brzegowe Afryki Zachodniej i wschodu Ameryki Południowej, można zauważyć, że oba kontynenty pasują do siebie niczym puzzle. Zanim wszystkie kontynenty połączą się ponownie w nowy superkontynent, minie przypuszczalnie co najmniej 250 min lat. Najpóźniej wtedy wystąpią nowe zjawiska klimatyczne, ponownie dojdzie do wielkiej wymiany gatunków, warunki życia na Ziemi zmienią się radykalnie.

Znacznie szybciej natomiast Morze Śródziemne przekształci się w martwą, słoną pustynię. Z dna pustej doliny wystawać będzie zaledwie kilka łańcuchów górskich - na przykład Baleary. Geolodzy oceniają, że najpóźniej za pięć milionów lat zamknie się Cieśnina Gibraltarska, a Morze Śródziemne zostanie odcięte od dopływu wód z Atlantyku. Jednocześnie kontynent afrykański nadal będzie napierał w kierunku Europy. Na drugim końcu świata Australia przesunie się w stronę Azji, a w Afryce Centralnej, na skutek pęknięcia płyty kontynentalnej, powstanie nowe morze.

Pękanie, dryfowanie, zanurzanie... Za sprawą wędrujących kontynentów i oceanów cała Ziemia podlega procesowi nieustannych zmian. Codziennie nasza planeta dosłownie połyka fragmenty swojej historii. Fragmenty - ale nie wszystko: w tzw. strefach subdukcji skorupy ziemskiej fragmenty dna oceanicznego opadają w kierunku jądra, roztapiają się i pojawiają ponownie w innym miejscu. Tam z kolei naukowcy mogą odczytać ze stwardniałej magmy, skąd pochodzi dana skała i jaką ma za sobą historię.

Także Panama zniknie kiedyś pod dnem morskim i utonie w gorącym wnętrzu planety. Czy można przewidzieć, jakie będą tego konsekwencje dla ziemskiego klimatu? Czy Pacyfik i Atlantyk znów staną się jednym oceanem? Na pewno nie doczeka tego ani geolog Carlos Jaramillo, ani żaden z czytających te słowa. Geofizyk Roland Martin jest pewny: - Płyty będą uparcie wędrować dalej, nawet kiedy ludzie dawno już znikną z powierzchni naszej planety.

JAK UKŁADAJĄ SIĘ PUZZLE Z PŁYT?

Po naszej planecie wędruje aktualnie 7 dużych i ok. 20 małych płyt. Wszystkie są poruszane prądami płaszcza Ziemi i przesuwają się nieustannie. Co dokładnie dzieje się na ich granicach, żale ży od rodzaju płyt i kierunku ruchu.

Ile jest tektonicznych gorących punktów?

Wszędzie, gdzie płyty stykają się ze sobą, oddalają od siebie, lub tam, gdzie skorupa ziemska jest szczególnie cienka, powstają wulkany, dochodzi do wstrząsów (patrz: zaznaczone poniżej okręgami hotspots, czyli tektoniczne gorące punkty). Rocznie na całym świecie rejestruje się około 170 tysięcy trzęsień ziemi. Na powierzchni naszej planety istnieje 1500 aktywnych wulkanów - jeśli policzyć erupcje z ostatnich 10 tysięcy lat. Kolejnych 100 tysięcy kipi na dnie oceanów. Dochodzą do tego liczne źródła magmy, których wznoszące się, a potem stygnące skały rozsuwają płyty kontynentalne i tworzą podwodne łańcuchy górskie, jak na przykład Grzbiet Śródatlantycki (żółta linia przerywana po lewej), nieustannie rosnące podwodne pasmo górskie o długości 20 tysięcy kilometrów.

Jak wędrujące kontynenty wpływają na klimat?

Ruch płyt tektonicznych jest w stanie znacząco zmienić klimat na świecie - i to w czasie krótszym od roku. Może na przykład spowodować wybuch superwulkanu, który chmurą popiołów przesłoni słońce na parę miesięcy, w wyniku czego temperatura na Ziemi spadnie o kilka stopni. Klimat i ruchy płyt są ze sobą silnie związane również długofalowo, ponieważ zmiany w oceanach, które wywołuje wędrówka płyt, istotnie wpływają na . ziemska atmosferę.