Ekspansja dna oceanicznego – Spreading i subdukcja
Wiedza
1 r
32
Dzidki, dno oceaniczne nie pozostaje takie samo i akurat nie ma to za wiele wspólnego z działalnością człowieka (chociaż np. podczas podwodnych testów atomowych w okolicach Atolu Bikini i Atolu Enewetak zostało bardzo mocno wyeksploatowane, powstały ogromne kratery położone blisko siebie, podobnie było w przypadku testów na morzu w okolicach Polinezji Francuskiej). Dno oceaniczne podlega procesom spreadingu i subdukcji, które są ściśle powiązane z teorią tektoniki płyt. Chociaż wydawać by się mogło, że to nudne procesy, jest zupełnie inaczej – odpowiedzialne są nie tylko za powstawanie grzbietów i rowów oceanicznych, ale również erupcje wulkanów, trzęsienia ziemi i wywoływane przez nie tsunami, a także są ściśle powiązane z powstaniem Pacyficznego Pierścienia Ognia, który jest jednym z cudów natury, a także ekspansję dna oceanicznego, czyli rozrastanie się oceanów (zwłaszcza w okolicy Grzbietu Śródatlantyckiego, gdzie mamy do czynienia ze sferami spreadingu, ale po obu jego stronach w okolicach północno-zachodniej Afryki i wschodniego wybrzeża Ameryki Północnej nie ma sfer subdukcji, do których spychana byłaby stara skorupa ziemska, co powoduje rozrastanie się Oceanu Atlantyckiego). Co ciekawe, zjawiska spreadingu i subdukcji związane są również z anomaliami magnetycznymi Ziemi, a nawet wpływa na rozdzielanie się Afryki na dwa subkontynenty.
Spreading dna oceanicznego – Krótka charakterystyka
Teoria ekspansji dna oceanicznego (inaczej spreadingu) została wysunięta przez amerykańskiego geofizyka Harry'ego H. Hessa w 1960 roku w oparciu o teorię tektoniki płyt. Jest to proces geologiczny, w którym duże, dolne płyty ziemskiej litosfery (zwane płytami tektonicznymi oceanicznymi) rozdzielają się od siebie. Ekspansja dna morskiego i inne procesy aktywności tektonicznej są wynikiem konwekcji płaszcza, czyli powolnego, wirującego ruchu płaszcza Ziemi. Prądy konwekcyjne (półplastyczne ruchy zachodzące w płaszczu Ziemi) przenoszą ciepło z dolnego płaszcza i rdzenia do litosfery – dla porównania proces przenoszenia materiałów litosfery z powrotem do płaszcza nazywany jest subdukcją. Rozrastanie się dna morskiego zachodzi na rozbieżnych granicach płyt tektonicznych. Ponieważ powoli oddalają się od siebie, ciepło z prądów konwekcyjnych płaszcza sprawia, że skorupa jest bardziej plastyczna i mniej gęsta. Mniej gęsty materiał unosi się, często tworząc górę lub wyniesiony obszar dna morskiego. W pewnym momencie skorupa w miejscu powstania wzniesienia pęka, przez co gorąca magma wypełnia te pęknięcia rozlewając się na skorupę ziemską. Następnie jest ona chłodzona przez lodowatą wodę morską tworząc skałę magmową, czyli bazalt, który staje się nową częścią skorupy ziemskiej – tak powstają między innymi grzbiety oceaniczne, które powstają w tak zwanej sferze spreadingu, czyli inaczej ekspansji dna oceanicznego.
Według teorii rozrastania się dna morskiego wysnuto wnioski, że wysokie grzbiety oceaniczne to efekt aż milionów lat powtarzania się tego procesu w jednym miejscu. Ze względu na to, że w takich obszarach dno morskie nie niszczeje, tylko ma tendencję do rozrastania się, nazywa się je sferami spreadingu. Dla przykładu, Grzbiet Wschodniego Pacyfiku to region tak zwanego Pierścienia Ognia (w dzidce o podwodnych wulkanach wspomniałam, że jest to taki obszar, na którym znajduje się bardzo dużo aktywnych podwodnych wulkanów, skąd wzięła się nazwa), w którym dno morskie rozprzestrzenia się najszybciej, a jednocześnie nieopodal niego zlokalizowana jest strefa subdukcji. Znajduje się w miejscu, w którym oddziela się Płyta Pacyfiku, Płyta Kokosowa (to jedna z najmniejszych płyt tektonicznych), Płyta Nazca, Płyta Północnoamerykańska i Płyta Antarktyczna.
Teoria ekspansji dna oceanicznego (inaczej spreadingu) została wysunięta przez amerykańskiego geofizyka Harry'ego H. Hessa w 1960 roku w oparciu o teorię tektoniki płyt. Jest to proces geologiczny, w którym duże, dolne płyty ziemskiej litosfery (zwane płytami tektonicznymi oceanicznymi) rozdzielają się od siebie. Ekspansja dna morskiego i inne procesy aktywności tektonicznej są wynikiem konwekcji płaszcza, czyli powolnego, wirującego ruchu płaszcza Ziemi. Prądy konwekcyjne (półplastyczne ruchy zachodzące w płaszczu Ziemi) przenoszą ciepło z dolnego płaszcza i rdzenia do litosfery – dla porównania proces przenoszenia materiałów litosfery z powrotem do płaszcza nazywany jest subdukcją. Rozrastanie się dna morskiego zachodzi na rozbieżnych granicach płyt tektonicznych. Ponieważ powoli oddalają się od siebie, ciepło z prądów konwekcyjnych płaszcza sprawia, że skorupa jest bardziej plastyczna i mniej gęsta. Mniej gęsty materiał unosi się, często tworząc górę lub wyniesiony obszar dna morskiego. W pewnym momencie skorupa w miejscu powstania wzniesienia pęka, przez co gorąca magma wypełnia te pęknięcia rozlewając się na skorupę ziemską. Następnie jest ona chłodzona przez lodowatą wodę morską tworząc skałę magmową, czyli bazalt, który staje się nową częścią skorupy ziemskiej – tak powstają między innymi grzbiety oceaniczne, które powstają w tak zwanej sferze spreadingu, czyli inaczej ekspansji dna oceanicznego.
Według teorii rozrastania się dna morskiego wysnuto wnioski, że wysokie grzbiety oceaniczne to efekt aż milionów lat powtarzania się tego procesu w jednym miejscu. Ze względu na to, że w takich obszarach dno morskie nie niszczeje, tylko ma tendencję do rozrastania się, nazywa się je sferami spreadingu. Dla przykładu, Grzbiet Wschodniego Pacyfiku to region tak zwanego Pierścienia Ognia (w dzidce o podwodnych wulkanach wspomniałam, że jest to taki obszar, na którym znajduje się bardzo dużo aktywnych podwodnych wulkanów, skąd wzięła się nazwa), w którym dno morskie rozprzestrzenia się najszybciej, a jednocześnie nieopodal niego zlokalizowana jest strefa subdukcji. Znajduje się w miejscu, w którym oddziela się Płyta Pacyfiku, Płyta Kokosowa (to jedna z najmniejszych płyt tektonicznych), Płyta Nazca, Płyta Północnoamerykańska i Płyta Antarktyczna.
Subdukcja dna morskiego – Krótka charakterystyka
Subdukcja dna morskiego ma miejsce wtedy, kiedy fragment jednej płyty oceanicznej (zwanej również dolną – jest rodzaj płyt tektonicznych, na których nie ma osadzonej skorupy kontynentalnej) wsuwa się pod inną płytę tego samego typu bądź kontynentalną (czyli płytę tektoniczną górną). Ciągnięte są one pod gęstą i schłodzoną skorupę płaszcza ziemi, która się zapada, co jest przyczyną naprężenia i ruchu materii w płaszczu, co z kolei wywołuje strumień konwekcyjny wypychający w górę gorętsze i lżejsze skały, a wraz z nimi magmę (proces spreadingu nie może więc istnieć bez procesu subdukcji). Najczęściej subdukcja powoduje wsunięcie się jednej płyty oceanicznej pod drugą bądź oceanicznej pod kontynentalną, ale z rzadka zdarza się również, że to kontynentalna wsuwa się pod płytę tektoniczną dolną – niezależnie od przypadku subdukcja powoduje podwodne trzęsienia ziemi, czego efektem są tsunami – ogromne, niszczycielskie fale. Tutaj warto zaznaczyć, że tsunami wywoływane są również podczas erupcji podwodnych wulkanów – na przykład w okolicach wspomnianego wcześniej Pierścienia Ognia.
Subdukcja dna morskiego ma miejsce wtedy, kiedy fragment jednej płyty oceanicznej (zwanej również dolną – jest rodzaj płyt tektonicznych, na których nie ma osadzonej skorupy kontynentalnej) wsuwa się pod inną płytę tego samego typu bądź kontynentalną (czyli płytę tektoniczną górną). Ciągnięte są one pod gęstą i schłodzoną skorupę płaszcza ziemi, która się zapada, co jest przyczyną naprężenia i ruchu materii w płaszczu, co z kolei wywołuje strumień konwekcyjny wypychający w górę gorętsze i lżejsze skały, a wraz z nimi magmę (proces spreadingu nie może więc istnieć bez procesu subdukcji). Najczęściej subdukcja powoduje wsunięcie się jednej płyty oceanicznej pod drugą bądź oceanicznej pod kontynentalną, ale z rzadka zdarza się również, że to kontynentalna wsuwa się pod płytę tektoniczną dolną – niezależnie od przypadku subdukcja powoduje podwodne trzęsienia ziemi, czego efektem są tsunami – ogromne, niszczycielskie fale. Tutaj warto zaznaczyć, że tsunami wywoływane są również podczas erupcji podwodnych wulkanów – na przykład w okolicach wspomnianego wcześniej Pierścienia Ognia.
Sferami subdukcji dna morskiego są między innymi rowy oceaniczne, za którymi najczęściej powstają łuki wyspowe lub wulkaniczne łańcuchy górskie. Największymi rowami oceanicznymi są: Mariański (10911 m p.p.m. – dla zainteresowanych, szerzej o Głębi Challengera i Rowie Mariańskim pisałam w dzidce o batyskafach), Izu Ogasawara (10640 m p.p.m.), Filipiński (10540 m p.p.m.), Kurylsko-Kamczacki (10542 m p.p.m.), Kermadec (10047 m p.p.m.) czy Tonga (10882 m p.p.m.) znajdujący się w niedalekiej odległości od podwodnego wulkanu Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, którego erupcja rozpoczęła się jeszcze w grudniu 2021 roku, zaś punkt kumulacyjny osiągnęła 15 stycznia 2022 roku, który szacuje się aż na 5-6 na skali Indeksu Aktywności Wulkanicznej.
Wybuch Hunga Tonga- Hunga Ha’apai
Największą zarejestrowaną dotąd erupcją jest wybuch wulkanu Hunga Tonga- Hunga Ha’apai na Oceanie Spokojnym, którego eksplozja została zarejestrowana nawet przez satelity kosmiczne NASA 15 stycznia 2022 roku, a efekty jego wybuchu ogrzeją klimat przez najbliższe lata znacznie bardziej, niż działania podejmowane przez całą ludzkość w przeciągu jednego roku. Do stratosfery trafiły ogromne ilości pary wodnej, która jest gazem cieplarnianym, co spowoduje ocieplenie klimatu przez kilka najbliższych lat powodując zaburzenia ocieplania i ochładzania atmosfery (erupcja spowodowała uwolnienie aż 50 milionów ton pary wodnej, przez co w zaledwie 3 dni od erupcji wilgotność atmosfery wzrosła aż o 5% jedynie za sprawą tego pojedynczego wybuchu). Eksplozja Hunga Tonga- Hunga Ha’apai była również tak wielka, że pomimo dosyć głęboko osadzonego wulkanu, było go można obserwować na powierzchni – słupy gazów wyrzucanych przez ten podwodny wulkan sięgnęły aż 28 km wysokości. Zazwyczaj, gdy dochodzi do masywnej erupcji do atmosfery trafia przede wszystkim dwutlenek siarki oraz ogromne ilości pyłu wulkanicznego. Cząstki obu mają tendencję do obniżania temperatury na powierzchni Ziemi, bowiem gdy trafią do stratosfery, pozostają tam na długie miesiące i odbijają sporą część padającego na Ziemię promieniowania słonecznego z powrotem w przestrzeń kosmiczną. Warto również zaznaczyć, że w wyniku erupcji Hunga Tonga powstała całkiem nowa wyspa, zaś wielu ludzi na znajdujących się nieopodal wyspach zatruło się wydzielanymi przez wulkan gazami.
Największą zarejestrowaną dotąd erupcją jest wybuch wulkanu Hunga Tonga- Hunga Ha’apai na Oceanie Spokojnym, którego eksplozja została zarejestrowana nawet przez satelity kosmiczne NASA 15 stycznia 2022 roku, a efekty jego wybuchu ogrzeją klimat przez najbliższe lata znacznie bardziej, niż działania podejmowane przez całą ludzkość w przeciągu jednego roku. Do stratosfery trafiły ogromne ilości pary wodnej, która jest gazem cieplarnianym, co spowoduje ocieplenie klimatu przez kilka najbliższych lat powodując zaburzenia ocieplania i ochładzania atmosfery (erupcja spowodowała uwolnienie aż 50 milionów ton pary wodnej, przez co w zaledwie 3 dni od erupcji wilgotność atmosfery wzrosła aż o 5% jedynie za sprawą tego pojedynczego wybuchu). Eksplozja Hunga Tonga- Hunga Ha’apai była również tak wielka, że pomimo dosyć głęboko osadzonego wulkanu, było go można obserwować na powierzchni – słupy gazów wyrzucanych przez ten podwodny wulkan sięgnęły aż 28 km wysokości. Zazwyczaj, gdy dochodzi do masywnej erupcji do atmosfery trafia przede wszystkim dwutlenek siarki oraz ogromne ilości pyłu wulkanicznego. Cząstki obu mają tendencję do obniżania temperatury na powierzchni Ziemi, bowiem gdy trafią do stratosfery, pozostają tam na długie miesiące i odbijają sporą część padającego na Ziemię promieniowania słonecznego z powrotem w przestrzeń kosmiczną. Warto również zaznaczyć, że w wyniku erupcji Hunga Tonga powstała całkiem nowa wyspa, zaś wielu ludzi na znajdujących się nieopodal wyspach zatruło się wydzielanymi przez wulkan gazami.
Pacyficzny Pierścień Ognia – Tektonika płyt a aktywność wulkaniczna
Pacyficzny Pierścień Ognia to obszar wzmożonej aktywności wulkanicznej obejmujący długość 40089 km², na których rozmieszczonych jest około 75% wszystkich aktywnych wulkanów na świecie. Obszar ten charakteryzuje się również wzmożoną aktywnością sejsmiczną - szacuje się, że blisko 90% wszystkich trzęsień ziemi na całym świecie występuje właśnie w tym regionie. Chociaż w jego nazwie jest słowo „pierścień”, swoim kształtem bardziej przypomina podkowę, której ogromny obszar rozciąga się od południowego krańca Ameryki Południowej do Nowej Zelandii i przechodzi przez Amerykę Północną, Cieśninę Beringa i Japonię, zaś kończy się na Antarktydzie. Warto również zaznaczyć, że to właśnie w tym obszarze znajdują się najgłębsze rowy oceaniczne na świecie, jak chociażby Mariański, Tonga, Kermadec, Filipiński, Izu Ogasawara czy Kurylsko-Kamczacki, których głębokość przekracza 10000 m p.p.m.
Pacyficzny Pierścień Ognia jest to przede wszystkim niestabilny region z powodu zachodzących tutaj licznych procesów subdukcji oraz spreadingu dna oceanicznego, co sprzyja również nie tylko powstawaniu nowych, podwodnych wulkanów, ale również ich częstych erupcji, a także towarzyszącym obu tym zjawiskom geologicznym trzęsieniom ziemi i tsunami, dlatego zamieszkałe wyspy znajdujące się w tym obszarze są szczególnie podatne na efekty wywoływane przez często występujące klęski żywiołowe. Warto tutaj zaznaczyć, że obszar Pierścienia Ognia położony jest na ogromnych płytach dolnych (oceanicznych) skorupy ziemskiej, które są połączone ze sobą niczym delikatnie zazębiające się fragmenty układanki, którą ktoś źle powycinał i są zbyt luźno połączone, co sprawia, że są to bardzo niestabilne sfery spreadingu i subdukcji. Płyty te czasami zderzają się ze sobą albo oddalają się czy nawet przesuwają obok siebie. To właśnie te geologicznie aktywne strefy w tym obszarze odpowiedzialne są za zwiększenie aktywności tektonicznej i związane z nimi naturalne kataklizmy. Poza mieszkańcami wysp znajdującymi się w Pacyficznym Pierścieniu Ognia, innymi krajami, jakie są narażone na większy wpływ klęsk żywiołowych związanych z tym obszarem są: zachodnie wybrzeże Stanów Zjednoczonych, Wyspy Salomona, Japonia, Chile, Papua-Nowa Gwinea, Filipiny, Rosja, Meksyk, Kanada, Peru, Gwatemala, Indonezja, Tajwan, Nowa Zelandia i Antarktyda.
Pacyficzny Pierścień Ognia to obszar wzmożonej aktywności wulkanicznej obejmujący długość 40089 km², na których rozmieszczonych jest około 75% wszystkich aktywnych wulkanów na świecie. Obszar ten charakteryzuje się również wzmożoną aktywnością sejsmiczną - szacuje się, że blisko 90% wszystkich trzęsień ziemi na całym świecie występuje właśnie w tym regionie. Chociaż w jego nazwie jest słowo „pierścień”, swoim kształtem bardziej przypomina podkowę, której ogromny obszar rozciąga się od południowego krańca Ameryki Południowej do Nowej Zelandii i przechodzi przez Amerykę Północną, Cieśninę Beringa i Japonię, zaś kończy się na Antarktydzie. Warto również zaznaczyć, że to właśnie w tym obszarze znajdują się najgłębsze rowy oceaniczne na świecie, jak chociażby Mariański, Tonga, Kermadec, Filipiński, Izu Ogasawara czy Kurylsko-Kamczacki, których głębokość przekracza 10000 m p.p.m.
Pacyficzny Pierścień Ognia jest to przede wszystkim niestabilny region z powodu zachodzących tutaj licznych procesów subdukcji oraz spreadingu dna oceanicznego, co sprzyja również nie tylko powstawaniu nowych, podwodnych wulkanów, ale również ich częstych erupcji, a także towarzyszącym obu tym zjawiskom geologicznym trzęsieniom ziemi i tsunami, dlatego zamieszkałe wyspy znajdujące się w tym obszarze są szczególnie podatne na efekty wywoływane przez często występujące klęski żywiołowe. Warto tutaj zaznaczyć, że obszar Pierścienia Ognia położony jest na ogromnych płytach dolnych (oceanicznych) skorupy ziemskiej, które są połączone ze sobą niczym delikatnie zazębiające się fragmenty układanki, którą ktoś źle powycinał i są zbyt luźno połączone, co sprawia, że są to bardzo niestabilne sfery spreadingu i subdukcji. Płyty te czasami zderzają się ze sobą albo oddalają się czy nawet przesuwają obok siebie. To właśnie te geologicznie aktywne strefy w tym obszarze odpowiedzialne są za zwiększenie aktywności tektonicznej i związane z nimi naturalne kataklizmy. Poza mieszkańcami wysp znajdującymi się w Pacyficznym Pierścieniu Ognia, innymi krajami, jakie są narażone na większy wpływ klęsk żywiołowych związanych z tym obszarem są: zachodnie wybrzeże Stanów Zjednoczonych, Wyspy Salomona, Japonia, Chile, Papua-Nowa Gwinea, Filipiny, Rosja, Meksyk, Kanada, Peru, Gwatemala, Indonezja, Tajwan, Nowa Zelandia i Antarktyda.
Warto tutaj zaznaczyć, że to właśnie w tej sferze miało miejsce najwięcej śmiercionośnych i niszczycielskich kataklizmów pochodzenia naturalnego w całej historii świata – w szczególności trzęsień ziemi i tsunami, ale też regularnie wybuchają tutaj wulkany. Jednym z najbardziej niszczycielskich tsunami, które spowodowało ogromne straty w ludziach i dobrach materialnych było trzęsienie ziemi i towarzyszące mu tsunami na Oceanie Indyjskim, które miały miejsce w 2004 roku. Zginęło ponad 200000 osób, a obszary, które w dużej mierze zostały dotknięte, obejmowały Tajlandię, Malezję, Indonezję, Mjanmę, Indie, Sri Lankę, Bangladesz, Jemen, Republikę Południowej Afryki, Somalię, Malediwy, Madagaskar, Kenię, Tanzanię i Seszele. Niektóre inne niszczycielskie trzęsienia ziemi, które miały miejsce w regionie Pacyficznego Pierścienia Ognia to między innymi: trzęsienie ziemi w Chile w 1960 roku i później w 2010 roku, na Alasce w 1964 roku oraz trzęsienie ziemi w Japonii w 2011 roku. Tymczasem największe współczesne erupcje wulkanów, które spowodowały w tym regionie ogromne straty to: Mount Tambora w 1815 roku, Krakatau w 1883 roku, Novarupta w 1912 roku, Mount Saint Helens w 1980 roku, Mount Ruiz w 1985 roku i Mount Pinatubo w 1991 roku, a także Hunga Tonga-Hunga Ha’apai w 2022 roku.
Ekspansja dna oceanicznego a pole magnetyczne Ziemi
Prowadzone badania nad szybkością ekspansji dna oceanicznego (inaczej spreadingu) opiera się także na analizie liniowych anomalii magnetycznych występujących na dnie oceanu (w tym zwłaszcza w okolicach największej z nich, czyli Anomalii Południowoatlantyckiej, którą opisałam szerzej w innej dzidce). Warto tutaj zaznaczyć, że przyczyna powstawania anomalii magnetycznych nie jest jeszcze naukowcom do końca znana, ale prawdopodobnie jest pozostałościami po zmianie biegunów magnetycznych Ziemi, które miały miejsce miliony lat temu, a także mają one związek z pasami radiacyjnymi Van Allena (nazwanych na cześć amerykańskiego astronoma Jamesa Alfreda Van Allena, który przy pomocy licznika Geigera-Müllera umieszczonego na pokładzie sztucznego satelity o nazwie Explorer 1 odkrył je w 1958 roku). Naukowcy analizując szerokość pasów radiacyjnych Van Allena starają się oszacować szybkość, z którą w danym okresie powstała nowa litosfera.
Chociaż może to się wydawać niepozorne, podczas analizy procesów spreadingu i subdukcji dna morskiego, ogromne znaczenie odgrywa również analiza geologiczna – dla jednych to zwykłe skałki, a dla innych historia Ziemi i procesów zachodzących w jej poszczególnych warstwach. Tutaj dla przykładu warto wspomnieć o młodych skałach bazaltowych powstających w wyniku procesu spreadingu, które mogą mieć powiązanie również z przesuwaniem się biegunów magnetycznych Ziemi oraz anomaliami magnetycznymi. Mają one właściwości paramagnetyczne i magnesuje się w ziemskim polu magnetycznym. Co ciekawe, na dnie oceanu nieopodal obszarów, na których wykryto anomalie magnetyczne, można zaobserwować przeplatające się pasy skał namagnesowanych zgodnie z obecnymi biegunami magnetycznymi Ziemi, a także namagnesowanych przeciwnie.
Prowadzone badania nad szybkością ekspansji dna oceanicznego (inaczej spreadingu) opiera się także na analizie liniowych anomalii magnetycznych występujących na dnie oceanu (w tym zwłaszcza w okolicach największej z nich, czyli Anomalii Południowoatlantyckiej, którą opisałam szerzej w innej dzidce). Warto tutaj zaznaczyć, że przyczyna powstawania anomalii magnetycznych nie jest jeszcze naukowcom do końca znana, ale prawdopodobnie jest pozostałościami po zmianie biegunów magnetycznych Ziemi, które miały miejsce miliony lat temu, a także mają one związek z pasami radiacyjnymi Van Allena (nazwanych na cześć amerykańskiego astronoma Jamesa Alfreda Van Allena, który przy pomocy licznika Geigera-Müllera umieszczonego na pokładzie sztucznego satelity o nazwie Explorer 1 odkrył je w 1958 roku). Naukowcy analizując szerokość pasów radiacyjnych Van Allena starają się oszacować szybkość, z którą w danym okresie powstała nowa litosfera.
Chociaż może to się wydawać niepozorne, podczas analizy procesów spreadingu i subdukcji dna morskiego, ogromne znaczenie odgrywa również analiza geologiczna – dla jednych to zwykłe skałki, a dla innych historia Ziemi i procesów zachodzących w jej poszczególnych warstwach. Tutaj dla przykładu warto wspomnieć o młodych skałach bazaltowych powstających w wyniku procesu spreadingu, które mogą mieć powiązanie również z przesuwaniem się biegunów magnetycznych Ziemi oraz anomaliami magnetycznymi. Mają one właściwości paramagnetyczne i magnesuje się w ziemskim polu magnetycznym. Co ciekawe, na dnie oceanu nieopodal obszarów, na których wykryto anomalie magnetyczne, można zaobserwować przeplatające się pasy skał namagnesowanych zgodnie z obecnymi biegunami magnetycznymi Ziemi, a także namagnesowanych przeciwnie.
Analiza zjawiska spreadingu dna morskiego i obszarów jego występowania jest również istotna podczas sporządzania map pasów magnetycznych Ziemi, których dane są na bieżąco uzupełniane (również o nowa złoża młodych skał bazaltowych). Co ciekawe, zbieraniem takich informacji zajmują się nie tylko okręty oceanograficzne, ale również wojenne. Aktualizacja danych pozwala na zwiększenie rozdzielczości map magnetycznych do nawet jednego miliona lat wstecz. To właśnie na tak szczegółowym obrazie można zaobserwować zmianę dynamiki ekspansji dna oceanicznego. Obecnie używane mapy magnetyczne Ziemi zostały stworzone na podstawie projektu Charlesa DeMets z Uniwersytetu w Wisconsin oraz Sergey’a Merkuryev’a z Petersburskiego Uniwersytetu Państwowego. Warto wspomnieć, że zdaniem samego Charlesa DeMetsa spowolnienie rozrostu dna morskiego mogło nastąpić około 12 czy 13 mln lat temu w obszarze Oceanu Pacyficznego i ok. 7 mln lat temu na pozostałych oceanach.
Co ciekawe, paleomagnetyzm doprowadził do odrodzenia hipotezy dryfu kontynentów i jej przekształcenia w teorie rozprzestrzeniania się dna morskiego i tektoniki płyt. Regiony, które posiadają unikalny zapis ziemskiego pola magnetycznego, leżą wzdłuż grzbietów śródoceanicznych, gdzie rozciąga się dno morskie. Badając skały paleomagnetyczne po obu stronach grzbietów oceanicznych, stwierdzono, że naprzemienne magnetyczne paski skał zostały odwrócone, tak że jeden pasek miał normalną polaryzację, a drugi odwróconą. Dlatego skały paleomagnetyczne (zwłaszcza bazaltowe) po obu stronach grzbietów oceanicznych dostarczają najważniejszych dowodów na koncepcję rozprzestrzeniania się dna morskiego. Zapisy pola magnetycznego dostarczają również informacji o położeniu płyt tektonicznych w przeszłości oraz o wielkiej wędrówce kontynentów.
Grzbiety oceaniczne są granicami, na których płyty tektoniczne odsuwają się od siebie, przez co w pewnym momencie może powstać szczelina lub otwór wentylacyjny między płytami, która pozwoliła magmie unieść się do góry i stwardnieć w długi, wąski pas skał po obu stronach otworu wentylacyjnego. Wznosząca się magma przyjmuje biegunowość pola geomagnetycznego Ziemi zanim zastygnie na skorupie oceanicznej. Podczas gdy prądy konwencjonalne rozsuwają płyty oceaniczne, zestalony pas skał oddala się od otworu wentylacyjnego lub grzbietu oceanicznego, a nowy zajmuje jego miejsce kilka milionów lat później, kiedy pole magnetyczne zostało odwrócone. Proces ten powtarza się co miliony lat dając początek serii wąskich równoległych pasm skalnych po obu stronach grzbietu i naprzemiennemu wzorowi pasków magnetycznych na dnie morskim. Stwierdzono, że skały po obu stronach grzbietów oceanicznych są położone w równej odległości od grzbietu i posiadają podobieństwa pod względem składu, wieku i orientacji magnetycznej. Skały bliższe grzbietom oceanicznym mają normalną polaryzację i są najmłodsze. Dowiedziono również, że wiek skał bazaltowych rośnie wraz z oddalaniem się od grzbietów. Skały skorupy oceanicznej w pobliżu grzbietów są znacznie młodsze, niż skały skorupy kontynentalnej, co jest istotną wskazówką odnośnie postępującego procesu spreadingu i subdukcji.
Spowolnienie ekspansji dna oceanicznego i możliwe konsekwencje
Warto również wspomnieć o spowolnieniu procesu spreadingu dna oceanicznego. Na podstawie analizy geologicznej i geofizycznej grzbietów oceanicznych zmiany tempa ekspansji dna morskiego zaobserwowano aż u 15 z 16 grzbietów, co oznacza, że jest to zjawisko na skalę globalną. Kierujący projektem badawczym geofizyk Colleen Dalton z Uniwersytetu Brown uważa, że na podstawie analizy skał w okolicach grzbietów oceanicznych i analizie dynamiki płyt tektonicznych, zmiany tempa zaczęły zachodzić już nawet w późnym Miocenie (najstarsza epoka neogenu, którego trwanie szacuje się na od 23,03 mln do 5,333 mln lat temu), co według Clinta Conrada z Uniwersytetu w Oslo wyraźnie odbiło się na klimacie i z końcem wspomnianej epoki mogło spowodować formowanie się nowych grzbietów oceanicznych i zwiększeniem produkcji CO2 do atmosfery (mowa tutaj oczywiście o wspomnianych wcześniej otworach wentylacyjnych i erupcjach wulkanu, które powodują wydobywanie się magmy i ocieplanie klimatu znacznie bardziej, niż przy jakiejkolwiek działalności człowieka – tutaj wystarczy wspomnieć o ociepleniu wywołanym przez erupcję wulkanu Hunga Tonga- Hunga Ha’apai, który może spowodować większe ocieplenie klimatu w najbliższych latach, niż wszystkie kraje razem wzięte).
Warto również wspomnieć o spowolnieniu procesu spreadingu dna oceanicznego. Na podstawie analizy geologicznej i geofizycznej grzbietów oceanicznych zmiany tempa ekspansji dna morskiego zaobserwowano aż u 15 z 16 grzbietów, co oznacza, że jest to zjawisko na skalę globalną. Kierujący projektem badawczym geofizyk Colleen Dalton z Uniwersytetu Brown uważa, że na podstawie analizy skał w okolicach grzbietów oceanicznych i analizie dynamiki płyt tektonicznych, zmiany tempa zaczęły zachodzić już nawet w późnym Miocenie (najstarsza epoka neogenu, którego trwanie szacuje się na od 23,03 mln do 5,333 mln lat temu), co według Clinta Conrada z Uniwersytetu w Oslo wyraźnie odbiło się na klimacie i z końcem wspomnianej epoki mogło spowodować formowanie się nowych grzbietów oceanicznych i zwiększeniem produkcji CO2 do atmosfery (mowa tutaj oczywiście o wspomnianych wcześniej otworach wentylacyjnych i erupcjach wulkanu, które powodują wydobywanie się magmy i ocieplanie klimatu znacznie bardziej, niż przy jakiejkolwiek działalności człowieka – tutaj wystarczy wspomnieć o ociepleniu wywołanym przez erupcję wulkanu Hunga Tonga- Hunga Ha’apai, który może spowodować większe ocieplenie klimatu w najbliższych latach, niż wszystkie kraje razem wzięte).
Rozdzielanie się Afryki na dwa kontynenty
Płyty tektoniczne Somalii i Nubii powoli się od siebie oddalają, podczas gdy płyta arabska wciąż się oddala. Szacuje się, że może to być poniekąd spowodowane procesami spreadingu i subdukcji w pobliżu wspomnianych płyt. Powstała w wyniku tego kontynentalna szczelina (ryft kontynentalny wschodnioafrykański) według ostatnich badań opublikowanych w czasopiśmie Geophysical Research Letters, położona jest w pobliżu geologicznie aktywnego regionu i zaczęła prawdopodobnie powstawać już miliony lat temu w wyniku zwiększonej aktywności tektonicznej w oceanie – prawdopodobnie w okolicach Pacyficznego Pierścienia Ognia. Linie uskoków w okolicy ryftu kontynentalnego afrykańskiego (rozciągającego się już na długość ok. 2200 km od zachodniej części Somalii, przez Tanzanię i aż do Mozambiku) rozszerzają się co roku o mniej więcej 7 mm, co oznacza, że Afryka będąca obecnie drugim co do powierzchni kontynentem na Ziemi, ostatecznie podzieli się na dwa subkontynenty tworząc między nimi nowy basen oceaniczny (czyli powstanie nowy ocean, do którego napłynie woda z Morza Czerwonego i Zatoki Adeńskiej). Warto wspomnieć, że o ile ryft kontynentalny afrykański co roku rozszerza się o ok. 7 mm, to pogłębia się aż o około 2 cm. Szacuje się, że nastąpi to za ok. 5 do 10 mln lat – wtedy kraje bez dostępu do morza, takie jak Rwanda, Uganda, Burundi, Demokratyczna Republika Konga, Malawi i Zambia znalazłyby się z linią brzegową, a tym samym zbudowałyby porty, które bezpośrednio łączyłyby je z resztą świata. Kenia, Tanzania i Etiopia miałyby po dwa terytoria położone na obu subkontynentach.
Płyty tektoniczne Somalii i Nubii powoli się od siebie oddalają, podczas gdy płyta arabska wciąż się oddala. Szacuje się, że może to być poniekąd spowodowane procesami spreadingu i subdukcji w pobliżu wspomnianych płyt. Powstała w wyniku tego kontynentalna szczelina (ryft kontynentalny wschodnioafrykański) według ostatnich badań opublikowanych w czasopiśmie Geophysical Research Letters, położona jest w pobliżu geologicznie aktywnego regionu i zaczęła prawdopodobnie powstawać już miliony lat temu w wyniku zwiększonej aktywności tektonicznej w oceanie – prawdopodobnie w okolicach Pacyficznego Pierścienia Ognia. Linie uskoków w okolicy ryftu kontynentalnego afrykańskiego (rozciągającego się już na długość ok. 2200 km od zachodniej części Somalii, przez Tanzanię i aż do Mozambiku) rozszerzają się co roku o mniej więcej 7 mm, co oznacza, że Afryka będąca obecnie drugim co do powierzchni kontynentem na Ziemi, ostatecznie podzieli się na dwa subkontynenty tworząc między nimi nowy basen oceaniczny (czyli powstanie nowy ocean, do którego napłynie woda z Morza Czerwonego i Zatoki Adeńskiej). Warto wspomnieć, że o ile ryft kontynentalny afrykański co roku rozszerza się o ok. 7 mm, to pogłębia się aż o około 2 cm. Szacuje się, że nastąpi to za ok. 5 do 10 mln lat – wtedy kraje bez dostępu do morza, takie jak Rwanda, Uganda, Burundi, Demokratyczna Republika Konga, Malawi i Zambia znalazłyby się z linią brzegową, a tym samym zbudowałyby porty, które bezpośrednio łączyłyby je z resztą świata. Kenia, Tanzania i Etiopia miałyby po dwa terytoria położone na obu subkontynentach.
Dodatkowa literatura dla zainteresowanych:
Spreading i subdukcja:
1.https://polarpedia.eu/pl/ekspansja-dna-oceanicznego-spreading/
2.https://matura100procent.pl/strefa-spredingu-i-subdukcji/
3.https://pl.alegsaonline.com/art/88291
4.https://geojournals.pgi.gov.pl/pg/article/viewFile/22290/15727
5.https://www.pmel.noaa.gov/eoi/nemo/explorer/concepts/spreading.html
6.https://www.nature.com/articles/s41598-023-28364-y
7.https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2014TC003644
8.https://www.worldatlas.com/oceans/seafloor-spreading.html
9.https://www.science.org/content/article/slowdown-plate-tectonics-may-have-led-earth-s-ice-sheets
10.https://astronet.pl/uklad-sloneczny/nagle-spowolnienie-ekspansji-dna-oceanicznego-i-jego-konsekwencje/
11.https://ewolucjamyslenia.pl/ekspansja-dna-oceanicznego-spowalnia-o-czym-to-swiadczy/
12.https://www.pmfias.com/see-floor-spreading-paleomagnetism-convectional-current-theory-tectonics/
13.https://eartheclipse.com/science/geology/theory-and-evidence-of-seafloor-spreading.html
14.https://www.downtoearth.org.in/news/science-technology/churn-under-sea-can-increase-in-seafloor-spreading-speed-up-global-warming-84880
15.https://courses.lumenlearning.com/suny-geophysical/chapter/sea-floor-spreading/
16.https://www.studyiq.com/articles/seafloor-spreading-theory/
17.https://www.britannica.com/science/seafloor-spreading
18.https://www.britannica.com/science/plate-tectonics/Seafloor-spreading
19.https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/sea-floor-spreading
20.https://education.nationalgeographic.org/resource/seafloor-spreading/
21.https://www.geoengineer.org/news/finding-a-missing-tectonic-plate
22.https://www.drishtiias.com/daily-updates/daily-news-analysis/seafloor-spreading
Pacyficzny Pierścień Ognia:
23.https://geografia.gozych.edu.pl/pacyficzny-pierscien-ognia/
24.https://smartbee.club/aktywnosc-wulkaniczna/
25.https://zywaplaneta.pl/pacyficzny-pierscien-ognia-wulkanizm/
26.https://science.howstuffworks.com/environmental/earth/geology/ring-of-fire.htm
27.https://www.mapsofworld.com/answers/geography/pacific-ring-of-fire/
Skala aktywności wulkanicznej:
28.https://www.nps.gov/subjects/volcanoes/volcanic-explosivity-index.htm
29.http://ete.cet.edu/gcc/?/volcanoes_explosivity/
30.https://geology.com/stories/13/volcanic-explosivity-index/
Spreading i subdukcja:
1.https://polarpedia.eu/pl/ekspansja-dna-oceanicznego-spreading/
2.https://matura100procent.pl/strefa-spredingu-i-subdukcji/
3.https://pl.alegsaonline.com/art/88291
4.https://geojournals.pgi.gov.pl/pg/article/viewFile/22290/15727
5.https://www.pmel.noaa.gov/eoi/nemo/explorer/concepts/spreading.html
6.https://www.nature.com/articles/s41598-023-28364-y
7.https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2014TC003644
8.https://www.worldatlas.com/oceans/seafloor-spreading.html
9.https://www.science.org/content/article/slowdown-plate-tectonics-may-have-led-earth-s-ice-sheets
10.https://astronet.pl/uklad-sloneczny/nagle-spowolnienie-ekspansji-dna-oceanicznego-i-jego-konsekwencje/
11.https://ewolucjamyslenia.pl/ekspansja-dna-oceanicznego-spowalnia-o-czym-to-swiadczy/
12.https://www.pmfias.com/see-floor-spreading-paleomagnetism-convectional-current-theory-tectonics/
13.https://eartheclipse.com/science/geology/theory-and-evidence-of-seafloor-spreading.html
14.https://www.downtoearth.org.in/news/science-technology/churn-under-sea-can-increase-in-seafloor-spreading-speed-up-global-warming-84880
15.https://courses.lumenlearning.com/suny-geophysical/chapter/sea-floor-spreading/
16.https://www.studyiq.com/articles/seafloor-spreading-theory/
17.https://www.britannica.com/science/seafloor-spreading
18.https://www.britannica.com/science/plate-tectonics/Seafloor-spreading
19.https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/sea-floor-spreading
20.https://education.nationalgeographic.org/resource/seafloor-spreading/
21.https://www.geoengineer.org/news/finding-a-missing-tectonic-plate
22.https://www.drishtiias.com/daily-updates/daily-news-analysis/seafloor-spreading
Pacyficzny Pierścień Ognia:
23.https://geografia.gozych.edu.pl/pacyficzny-pierscien-ognia/
24.https://smartbee.club/aktywnosc-wulkaniczna/
25.https://zywaplaneta.pl/pacyficzny-pierscien-ognia-wulkanizm/
26.https://science.howstuffworks.com/environmental/earth/geology/ring-of-fire.htm
27.https://www.mapsofworld.com/answers/geography/pacific-ring-of-fire/
Skala aktywności wulkanicznej:
28.https://www.nps.gov/subjects/volcanoes/volcanic-explosivity-index.htm
29.http://ete.cet.edu/gcc/?/volcanoes_explosivity/
30.https://geology.com/stories/13/volcanic-explosivity-index/
Hunga Tonga-Hunga Ha’apai:
31.https://volcano.si.edu/volcano.cfm?vn=243040
32.https://przystaneknauka.us.edu.pl/artykul/najwieksza-erupcja-podwodna-w-historii
33.https://www.whoi.edu/know-your-ocean/ocean-topics/how-the-ocean-works/seafloor-below/volcanoes/
34.https://www.ocean.washington.edu/story/Underwater_volcano_eruption_captured_by_seafloor_observatory
35.https://divers24.pl/22335-polinezja-wybuch-podwodnego-wulkanu-stworzyl-nowa-wyspe/
36.https://www.gospodarkamorska.pl/rybolowstwo-ekologia-tak-wyglada-wybuch-podwodnego-wulkanu-zaglada-na-przestrzeni-25-km-wideo-23760
Rowy oceaniczne:
37.https://www.naukowiec.org/tablice/geografia/najglebsze-rowy-oceaniczne_784.html
38.https://radary.info/rowy-oceaniczne/
39.https://zpe.gov.pl/pdf/PCKIabpt6
40.https://pl-static.z-dn.net/files/d12/6a0190b08c87825e6ad3d84220b8d43c.pdf
41.https://www.meteorologiaenred.com/pl/fosas-oceanicas.html
Tsunami:
42.https://www.sms-tsunami-warning.com/pages/seaquakes-tsunamis
43.http://tsunami.org/what-causes-a-tsunami/
44.https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012825222001386
45.https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-0348-8679-6_5
46.https://www.weather.gov/jetstream/gen_earth
47.https://geology.com/articles/tsunami-geology.shtml
Rozdzielanie Afryki na dwa kontynenty:
48.https://www.downtoearth.org.in/news/africa/the-great-rift-africa-s-splitting-plates-could-give-birth-to-a-new-ocean-but-with-consequences-88274
49.https://www.iflscience.com/africa-is-splitting-into-two-continents-and-may-open-a-vast-new-ocean-67848
50.http://www.amit-sengupta.com/is-africa-splitting-into-two-continents-geology-geography-upsc-ias-cds-nda-ssccgl/
51.https://www.discovermagazine.com/planet-earth/will-we-have-a-new-ocean-in-africa
52.https://www.worldatlas.com/geography/is-africa-splitting-into-two-continents.html
53.https://arunachalobserver.org/2022/12/17/a-new-ocean-is-forming-in-africa-may-cause-continental-split-ii/
31.https://volcano.si.edu/volcano.cfm?vn=243040
32.https://przystaneknauka.us.edu.pl/artykul/najwieksza-erupcja-podwodna-w-historii
33.https://www.whoi.edu/know-your-ocean/ocean-topics/how-the-ocean-works/seafloor-below/volcanoes/
34.https://www.ocean.washington.edu/story/Underwater_volcano_eruption_captured_by_seafloor_observatory
35.https://divers24.pl/22335-polinezja-wybuch-podwodnego-wulkanu-stworzyl-nowa-wyspe/
36.https://www.gospodarkamorska.pl/rybolowstwo-ekologia-tak-wyglada-wybuch-podwodnego-wulkanu-zaglada-na-przestrzeni-25-km-wideo-23760
Rowy oceaniczne:
37.https://www.naukowiec.org/tablice/geografia/najglebsze-rowy-oceaniczne_784.html
38.https://radary.info/rowy-oceaniczne/
39.https://zpe.gov.pl/pdf/PCKIabpt6
40.https://pl-static.z-dn.net/files/d12/6a0190b08c87825e6ad3d84220b8d43c.pdf
41.https://www.meteorologiaenred.com/pl/fosas-oceanicas.html
Tsunami:
42.https://www.sms-tsunami-warning.com/pages/seaquakes-tsunamis
43.http://tsunami.org/what-causes-a-tsunami/
44.https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012825222001386
45.https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-0348-8679-6_5
46.https://www.weather.gov/jetstream/gen_earth
47.https://geology.com/articles/tsunami-geology.shtml
Rozdzielanie Afryki na dwa kontynenty:
48.https://www.downtoearth.org.in/news/africa/the-great-rift-africa-s-splitting-plates-could-give-birth-to-a-new-ocean-but-with-consequences-88274
49.https://www.iflscience.com/africa-is-splitting-into-two-continents-and-may-open-a-vast-new-ocean-67848
50.http://www.amit-sengupta.com/is-africa-splitting-into-two-continents-geology-geography-upsc-ias-cds-nda-ssccgl/
51.https://www.discovermagazine.com/planet-earth/will-we-have-a-new-ocean-in-africa
52.https://www.worldatlas.com/geography/is-africa-splitting-into-two-continents.html
53.https://arunachalobserver.org/2022/12/17/a-new-ocean-is-forming-in-africa-may-cause-continental-split-ii/
