a tengerfenék terjedésének elmélete

a tengerfenék terjedésének elmélete egy geológiai folyamat, amelynek során fokozatosan új óceáni kéreg keletkezik az óceán fenekén egy vulkáni tevékenység révén, miközben a régebbi kőzeteket elmozdítják az óceán középső gerincétől. Az óceán középső gerincén történik a tengerfenék terjedése, amelyben a tektonikus lemezek—a Föld litoszférájának nagy táblái—szétválnak egymástól.

a tengerfenék elterjedését egy amerikai geofizikus, Harry H. Hess javasolta 1960-ban. A szonár használatával Hess képes volt feltérképezni az óceán fenekét, és felfedezte a mid-Atlantic ridge-t (Mid-ocean ridge). Azt is megtudta, hogy a közép-atlanti gerinc közelében a hőmérséklet melegebb volt, mint a tőle távol eső felszín. Úgy vélte, hogy a magas hőmérséklet a gerincről kiszivárgott magmának köszönhető. Alfred Wegener kontinentális sodródási elméletét 1912-ben támasztja alá ez a hipotézis a Föld felszínének eltolódási helyzetéről.

a tengerfenék terjedésének folyamata

a közép-óceán gerince az a régió, ahol új óceáni kéreg jön létre. Az óceáni kéreg olyan sziklákból áll, amelyek új kéreg kialakulásakor távolodnak el a gerinctől. Az új kéreg kialakulása annak köszönhető, hogy az olvadt anyag (magma) a köpenyből konvekciós árammal emelkedik. Amikor az olvadt magma eléri az óceáni kérget, lehűl, és mindkét irányban egyenlően eltolja a meglévő sziklákat a gerincről.

ezután egy fiatalabb óceáni kéreg keletkezik, ami az óceán fenekének terjedését okozza. Az új szikla sűrű, de nem olyan sűrű, mint a gerinctől távolodó régi szikla. Ahogy a szikla tovább mozog, hidegebbé és sűrűbbé válik, amíg el nem éri az óceáni árkot, vagy tovább terjed.

úgy gondolják, hogy a sziklák egymást követő mozgása a gerincről fokozatosan növeli az óceán mélységét, és nagyobb mélységgel rendelkezik az óceáni árkokban. A tengerfenék terjedése 200 millió évente megújítja az óceán fenekét, ez az az időszak, amikor az óceán közepén gerincet építenek, az óceánon át távolodva árokba süllyednek.

a szubdukciós folyamat

a rendkívül sűrű óceáni kéreg, amely a progresszív terjedés után keletkezik, két lehetséges előfordulásra irányul. Vagy behúzható az óceán mély árokába, vagy tovább terjedhet az óceánon, amíg el nem éri a partot.

a szubdukció a kéreglemez szélének ferde és lefelé irányuló mozgása egy másik lemez alatti köpenybe. Ez akkor fordul elő, amikor egy hihetetlenül sűrű óceáni kéreg találkozik egy mély óceáni árokkal. Másrészt, ha az óceán kéregei folyamatosan mozognak az óceán mentén, és nem találnak árkot, akkor nem következik be szubdukció. Tovább fog terjedni, amíg meg nem találjuk a partot, és szó szerint el nem toljuk az irányába.

két lehetséges dolog történhet az óceánkéreg szubdukciójában. Amint a szubdukció bekövetkezik, óriási súrlódás miatt olvadás következik be. Az óceán kérge ezután magmává olvad. A magma vagy visszatérhet a köpenybe egy újabb konvekciós áramlat miatt, amely ismét egy másik tengerfenékre terjed, vagy áttörhet egy kontinentális kéreg repedésén, és vulkánt hozhat létre.

a szubdukció és a tengerfenék terjedése olyan folyamatok, amelyek megváltoztathatják az óceán méretét és formáját. Például úgy gondolják, hogy az Atlanti-óceán néhány árok miatt bővül. Ennek köszönhetően folyamatos tengerfenék terjedés történik, és az Atlanti-óceán fenekét összekapcsolja más kontinentális kéreggel, így az óceán idővel szélesebbé válik.

másrészt a Csendes-óceánon több árok van, amelyek az óceánkéreg nagyobb szubdukciójához vezetnek, nem pedig az óceán középső gerincének kialakulásához. Úgy gondolják, hogy a Csendes-óceán továbbra is zsugorodik.

bizonyíték a tengerfenék terjedésére

Harry Hess hipotézise a tengerfenék terjedéséről számos bizonyítékot gyűjtött az elmélet alátámasztására. Ez a bizonyíték az olvadt anyag vizsgálatából származott, tengerfenék fúrása, radiometrikus kor randevú fosszilis korok, valamint a mágneses csíkok. Ezt a bizonyítékot azonban a kontinentális sodródás elméletének alátámasztására is felhasználták.

olvadt anyag

Hess felfedezése a közép-atlanti gerinc közelében lévő melegebb hőmérsékleten, amikor megkezdte az óceán feltérképezését, bizonyítékokhoz vezetett az óceán alatti olvadt anyagról. A közép-óceáni gerinc állapota a melegebb hőmérséklet miatt lényegesen különbözött a régiótól távol eső többi felülettől. Leírta, hogy a köpenyből származó olvadt magma a föld belsejében lévő konvekciós áramok miatt keletkezett.

a konvekciós áram a föld magjából származó radioaktív energiának köszönhető, amely az alsó köpenyben lévő anyagokat felmelegíti, kevésbé sűrűvé és emelkedővé teszi. Az anyagok áramlása a felső köpenyen megy keresztül, és a kéreg lemezein keresztül szivárog. Ezáltal az óceáni gerinc közepe közelében a hőmérséklet meleg lesz, a másik felület pedig hideg lesz, mert ahogy az olvadt magma továbbra is felfelé tolódik, elmozdítja a sziklákat a gerincről.

tengerfenék fúró

a tengerfenék fúrási rendszer vezetett ahhoz a bizonyítékhoz, amely alátámasztja a tengerfenék terjedésének hipotézisét. A tengerfenék fúrójából nyert minták azt mutatják, hogy az óceán középső gerincétől távol eső sziklák viszonylag idősebbek voltak, mint a közeli sziklák. A régi kőzetek sűrűbbek és vastagabbak voltak, mint a közép-óceáni gerinc vékonyabb és kevésbé sűrű kőzetei.

ez azt jelenti, hogy a gerincről szivárgó magma eltolja a régi sziklákat, és ahogy egyre távolabb kerülnek, nagyobb valószínűséggel öregednek, sűrűbbek és vastagabbak lesznek. Másrészről, a legújabb, legvékonyabb kéreg a közép-óceán gerincének közepe közelében található, a tengerfenék terjedésének tényleges helye.

radiometrikus kormeghatározás és fosszilis korok

a radiometrikus kormeghatározás és a fosszilis korok tanulmányozása révén arra is fény derült, hogy a tengerfenék korának kőzetei fiatalabbak, mint a kontinentális kőzetek. Úgy gondolják, hogy a kontinentális kőzetek 3 milliárd évvel ezelőtt keletkeztek, azonban az óceán fenekéből származó üledékminták nem haladják meg a 200 millió évet. Egyértelmű bizonyíték arra, hogy a sziklák kialakulása a tengerfenéken az anyagok reabszorpciójának köszönhető.

mágneses csíkok

a 20.században a mágneses felmérést az óceán közepén végezték el gerinc a tengerfenék terjedésének bizonyítékainak vizsgálata érdekében. A magnetométer segítségével a mágneses polaritás egy olyan időskálán keresztül jelenik meg, amely tartalmazza a normál és a fordított polaritást. A kőzetekben található ásványi anyagok a mágneses mezővel ellentétesek. A mágneses mező mintáit ezután összehasonlítják a sziklákkal, hogy meghatározzák annak hozzávetőleges életkorát.

a közép-óceán gerincének mágneses csíkokkal történő vizsgálata a három felfedezést eredményezte. Először a normál és fordított polaritású csíkok váltakoztak az óceán fenekén. Másodszor, a normál és fordított polaritású váltakozó csíkok tükörképet képeztek a gerinc másik oldalán. A harmadik a csíkok hirtelen vége, amikor elérte a kontinens szélét vagy egy óceáni árkot. Arra a következtetésre jutottak, hogy a tengerfenék különböző kőzetekből áll az életkor szerint, és egyenlően helyezkednek el ellentétes irányban. Ez rögzíti, hogy van egy állandó mozgás és terjed a sziklák az óceán fenekén.