Rozwój teorii o wędrówce kontynentów

Pierwsze wzmianki dotyczące podobieństwa zarysu linii brzegowej kontynentów pojawiły się już w XVII wieku. W roku 1620 Sir Francis Bacon w swoim dziele Novanum organum wskazał na podobieństwo geometryczne zachodniego wybrzeża Afryki i wschodniego wybrzeża Ameryki Południowej, podkreślając, że trudno uznać je za przypadkowe. Jednocześnie jednak nie próbował wyjaśnić przyczyn tego stanu. W roku 1658 François Placet zasugerował, że Stary i Nowy Świat rozdzielone zostały w wyniku potopu. Hipoteza ta była powszechnie akceptowana aż do XIX wieku.

Pierwszym badaczem, który rzeczywiście „wzruszył” kontynenty, dokonując obserwacji naukowych był Francuz Antonio Snider‑Pellegrini. W roku 1858 postawił on hipotezę, że w okresie karbońskim kontynenty Starego i Nowego Świata musiały być ze sobą połączone, a w późniejszym czasie nastąpiło ich rozdzielenie i oddalenie się. Swoje spostrzeżenia argumentował stwierdzoną identycznością świata roślinnego Europy i Ameryki Północnej w okresie węglowym, a także zbieżnością przebiegu linii brzegowej wschodnich wybrzeży Ameryki Południowej i zachodnich wybrzeży Afryki. Jednak ówcześni uczeni uznali hipotezę za nieprawdopodobną i fantazyjną.

RP8y1jcBaRp8N

Na ilustracji przedstawiona jest rekonstrukcja Snidera z 1858 roku. Składa się on z dwóch rysunków. Oba w swojej centralnej części przedstawiają naszkicowany ziemski glob. Na rysunku od lewej strony na kuli ziemskiej widoczne są zarysy Europy, części Azji, Afryki oraz obu Ameryk. Wszystkie te kontynenty przylegają do siebie, a Ameryki od reszty kontynentów oddziela tylko cienka kreska przedstawiająca płytę tektoniczną. Wszystkie kontynenty dookoła oblewa ocean. Na rysunku po prawej widać obecny układ kontynentów. Europa, Azja, Afryka są położone blisko siebie, a od Ameryk oddziela je szeroki pas wody, czyli Ocean Atlantycki.

Dopiero około pół wieku później poglądy Snidera odżyły za sprawą dwóch uczonych: amerykańskiego geologa Franka Bersleya Taylora i niemieckiego meteorologa i geofizyka Alfreda Wegenera. Obydwaj uczeni wystąpili ze swoimi teoriami o wędrówce kontynentów całkowicie niezależnie. Jednak za pioniera współczesnej teorii dryftu kontynentów przez większość naukowców uważany jest Wegener, który swoją pracę na ten temat opublikował w 1912 roku. Teoria ta została przyjęta w roku 1929.

Według Taylora pierwotnie skorupa ziemska składała się z dwóch kier sialusialsialu spoczywających na simie.simasimie. Północna kra nazwana została przez niego Laurazją, a w jej skład wchodziła Ameryka Północna i Eurazja. Połączenie obu kontynentów miało przebiegać w okolicach podbiegunowych. Kra południowa, nazwana Gondwaną, miała składać się z Ameryki Południowej, Afryki z Arabią, Półwyspu Indyjskiego, Australii i Antarktydy. Dopiero popękanie i rozpad tych dwóch prakontynentów miał dać początek obecnym kontynentom.

RLt0qnLcUWp52

Schemat przedstawia układ kontynentów w triasie 180 mln lat przed naszą erą - są to prakontynenty wg. Taylora. Wszystkie lądy są ze sobą połączone. Ameryka Północna z Europą i Azją tworzą jeden kontynent zwany Laurazją. Od dołu jest on złączony z dzisiejszym kontynentem afrykańskim, który z kolei połączony jest z Ameryką Południową. Poniżej Afryki znajdują się duże wyspy. Ten cały kontynent jest podpisany jako Gondwana. Oba kontynenty oblewa dookoła ocean, a zatoka oceanu pomiędzy południowo-wschodnim brzegiem Laurazji, wschodnim brzegiem dzisiejszej Afryki, a wyspami poniżej niej nazwana jest Morzem Tetydy.

Wegener przedstawił nieco inną koncepcje niż Taylor. Według niego wszystkie dzisiejsze kontynenty miały swój początek w jednej gigantycznej „krze lądowej”, którą nazwał Pangeą. W późniejszym czasie Pangea miała rozpaść się na mniejsze lądy, które następnie oddalały się od siebie, aż do aktualnego ich rozmieszczenia. Wegener swoją teorię argumentował na wiele sposobów. Zwrócił uwagę na bardzo duże podobieństwo przebiegu zachodniego brzegu Afryki i wschodniego Ameryki Południowej, co - jak wiemy - już wcześniej uczynił Snider. Dodatkowo jednak wykazał, że w przypadku zsunięcia obu kontynentów obserwowane jest także dopasowanie budowy geologicznej. Zmiany klimatu, które zachodziły na Ziemi na przestrzeni dziejów, Wegener również tłumaczył przemieszczaniem się kontynentów. Podobnie wyjaśniał fałdowanie się gór fałdowych na brzegach kontynentów obu Ameryk. Wegener uważał, że Kordyliery i Andy są spiętrzonymi brzegami kontynentów Nowego Świata, powstałymi po odłączeniu się od lądów Starego Świata i przemieszczeniu w kierunku zachodnim. Poza tym Wegener podobnie jak Taylor uważał, że istnieją zasadnicze różnice w budowie geologicznej kontynentów (złożonych z sialu) i den oceanicznych (utworzonych z simy). Kontynenty wg niego miały być lżejsze, dzięki czemu mogły unosić się po podścielającej, gęstszej warstwie (simie). Siłami odpowiedzialnymi za ten ruch miało być łączne działanie sił pływowych (generowanych przez Księżyc) i siły odbiegunowej (stanowiącej efekt odśrodkowy, wynikający z ruchu obrotowego Ziemi).

Wegener bardzo szczegółowo i wszechstronnie opracował swoją teorię, dlatego to jego nazwisko wymieniane jest i łączone najczęściej z teorią dryftu kontynentów.

Potwierdzenie teorii dryfu kontynentów

Teoria Wegenera początkowo spotkała się z dużą krytyką społeczności naukowej. W kilka lat po jego publikacji wykazano, że siły, które według Wegenera miały poruszać kontynenty są zbyt słabe. Dlatego też koncepcja Wegenera przez wiele lat pozostawała zapomniana. Dopiero pojawienie się nowych odkryć naukowych, rozwój technologii i techniki pozwoliły do niej powrócić.

Jeden z pierwszych dowodów na prawdziwość teorii dryfu kontynentów przedstawił Arthur Holmes. Zasugerował on, że ciepło wytworzone we wnętrzu ziemi przez rozkład promieniotwórczy zostaje uwalniane ku powierzchni poprzez prądy konwekcyjne. To one miały być odpowiedzialne za przemieszczanie się kontynentów w poprzek powierzchni Ziemi.

Na podstawie badań kopalnych ziemskich pól magnetycznych przedstawiono dowody świadczące o tym, że kontynenty dryfowały względem siebie. Dalsze badania w tym zakresie pozwoliły nawet na postawienie pewnych sugestii co do mechanizmu, dzięki któremu ruch ten mógł się odbywać.

Badania skamieniałości osadów złożonych w środowisku lądowym i wodnym dostarczyły także dowodów na potwierdzenie teorii o dryfie kontynentów, podobnie jak badania paleoklimatyczne dotyczące zmian klimatu w dawnych epokach geologicznych.

Teoria tektoniki płyt

W latach 60. XX wieku dwaj uczeni Robert Dietz i Harry H. Hess zasugerowali hipotezę o ekspansji dna oceanicznego. Zgodnie z nią nowe skały skorupy ziemskiej powstają w strefach ryftowych, a „umierają” w rowach oceanicznych. Hipoteza ta niezwykle celnie łączy w sobie kwestie związane z dryftem kontynentów, prądami konwekcyjnymi, powstaniem gór, występowaniem stref wulkanicznych i sejsmicznych oraz charakterystycznych skał i minerałów.

Ostatecznie kanadyjski geolog John Tuzo Wilson wprowadził ważny element do teorii o dryfcie kontynentów. Przedstawił bowiem cykl następstw procesów tektonicznych prowadzących do powstawania, rozwoju i zaniku oceanów. Wprowadził ponadto pojęcie płyt litosferypłyta litosferypłyt litosfery. Podejście Wilsona zdobyło powszechne uznanie w świecie geologów, a nową koncepcję nazwano teorią tektoniki płyt.

Założenia teorii Wilsona mówią, że:
- litosfera podzielona jest na płyty (większe i mniejsze),
- płyty litosfery w zależności od występowania dzielą się na: skorupę kontynentalną lub oceaniczną,
- płyty litosfery przemieszczają się po przez istnienie prądów konwekcyjnych w astenosferze.

W wyniku spreadingu występują tzw. strefy ryftu, w których dochodzi do przyrastania skorupy oceanicznej. Dodatkowo, podczas subdukcji dochodzi do wypiętrzania warstw skalnych.

Słownik