Powierzchnia Ziemi jest zbudowana z płyt litosferypłyty litosferypłyt litosferypłyta litosferypłyt litosferypłyty litosferypłyt litosfery – oceaniczne i kontynentalne. Oceaniczne są zbudowane z cięższych i gęstszych skał (głównie bazaltów), kontynentalne natomiast są lżejsze, bo budują je skały magmowe (głównie granity) oraz osadowe i metamorficzne. Płyty zalegają na płynnej i plastycznej astenosferzeastenosferaastenosferze pozostając w ciągłym ruchu, dzięki zachodzącym w niej prądom konwekcyjnym. Mogą się zbliżać albo od siebie odsuwać. Granice między nimi mogą więc być zbieżne – konwergentne, w których występują procesy subdukcji i kolizji, albo rozbieżne – dywergentne, w których powstają ryfty.
Strefy rozbieżne, czyli miejsce w których dwie sąsiadujące płyty tektoniczne rozchodzą się w przeciwnych kierunkach nazywamy strefą spreadingu. Strefą subdukcji natomiast nazwiemy miejsca zbieżności tektonicznej, w których dochodzi do podsuwania się jednej płyty pod drugą.
Ruchy górotwórcze to ogół procesów tektonicznych prowadzących do powstania wielkich struktur zwanych orogenami, czyli pasm górskich. Ruchy wypiętrzające wynoszą warstwy skalne na znaczną wysokość, tworząc górotwór (łańcuch górski) o budowie fałdowej (płaszczowinowej). Ruchom tym towarzyszą zwykle trzęsienia ziemi i wybuchy wulkanów, dlatego góry wulkaniczne są na ogół rozmieszczone w obrębie łańcuchów górskich powstających na styku płyt litosfery, chociaż mogą też być pojedynczymi stożkami w obrębie plam gorąca.
Zgodnie z teorią tektoniki płyt litosfery, wszystkie pasma górskie powstały w strefach kontaktu pozostających w ruchu płyt litosfery, a więc towarzyszą strefom kolizji i subdukcji. Gdy następuje kolizja płyt oceanicznej i kontynentalnej, cięższa płyta oceaniczna z reguły wsuwa się pod płytę kontynentalną (subdukcja). Zagłębiająca się płyta zanurza się w płynnej i gorącej astenosferze ulegając przetopieniu. Natomiast górna część płyty, ocierając się o drugą płytę, ulega zdarciu, skruszeniu, a następnie sfałdowaniu i połączeniu z płytą kontynentalną. Towarzyszy temu duża aktywność sejsmiczna i związane z nią trzęsienia ziemi oraz wulkanizm. Dlatego niektóre łańcuchy górskie występują na granicy oceanu z kontynentem. W strefie subdukcji powstają górotwory zwane kordylierowymi. Tak powstały np. Kordyliery, Andy, Góry Południowochińskie oraz góry Japonii i Nowej Zelandii.
RJV8mzSocAsLO
Ilustracja przedstawia przekrój przez kilka warstw. Od dołu jest warstwa astenosfery. Ma górną warstwę - brązową i dolną - pomarańczową. Górna warstwa sięga od około 20 do 60 kilometrów pod oceanem i od około 40 do 90 pod kontynentem. Poniżej górnej warstwy jest dolna. Nad górną warstwą pod oceanem zaznaczono płytę oceaniczną. Graniczy ona z płytą kontynentalną leżącą pod lądem i nieco pod oceanem. Płyty stykają się ze sobą. Pomiędzy jedną a drugą płytą jest obniżenie terenu, zagłębienie.
Naprężenia wywołane nacieraniem płyty oceanicznej i kontynentalnej
Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RWzKku9Ob2xHy
Na ilustracji jest przekrój przez kilka warstw ziemi. Od dołu jest warstwa astenosfery. Graniczy ona u góry z płytą oceaniczną, która schodzi w dół. Nad płytą oceaniczną jest woda - ocean. Płyta oceaniczna graniczy z prawej strony z płytą kontynentalną. Zaznaczono na niej wulkan, pod którym jest magma. W miejscu styczności płyt jest rów. Po prawej stronie rowu jest pomarszczona struktura, lekko wzniesiona - to pryzma akrecyjna. Znajduje się pod powierzchnią wody. Po prawej stronie od pryzmy są wulkany. Przy wulkanach, których zaledwie wierzchołki są nad powierzchnią oceanu, zaznaczono łuk wyspowy. Pod wulkanami jest magma, która wychodzi głęboko od miejsca styku płyty oceanicznej z kontynentalną. Dalej w prawo za wulkanem zaznaczono depozycję osadów - depozycja osadów graniczy z płytą kontynentalną.
Wepchnięcie płyty oceanicznej pod kontynentalną, powstanie wulkanizmu i wypiętrzenie wyspy
Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1Zdoss279GoQ
Na ilustracji jest przekrój przez kilka warstw ziemi. Od dołu jest warstwa astenosfery. Graniczy ona u góry z płytą oceaniczną, która schodzi w dół. Nad płytą oceaniczną jest woda - ocean. Płyta oceaniczna graniczy z prawej strony z płytą kontynentalną. Zaznaczono na niej wulkan, pod którym jest magma. Magma ma źródło głęboko od miejsca styku płyty oceanicznej z kontynentalną. W miejscu styczności płyt w górnej części schematu jest rów. Po prawej stronie rowu jest wulkan oraz wierzchołki, które znajdują się nad powierzchnią oceanu. To wypiętrzenie i deformacja osadów.
Wypiętrzenie góry w wyniku działań wulkanicznych podczas procesu subdukcji
Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
W przypadku gdy jedna płyta oceaniczna zagłębia się pod drugą płytę oceaniczną, powstaje rów oceaniczny, któremu zwykle towarzyszy łuk wysp wulkanicznych. Powstaje on w wyniku przedostawania się na powierzchnię Ziemi magmy pochodzącej z przetapiania zagłębiającej się płyty.
R1405Q79tOHwO
Na ilustracji jest przekrój przez kilka warstw ziemi. Od dołu jest warstwa astenosfery. Graniczy ona u góry z płytą oceaniczną, która schodzi w dół. Nad płytą oceaniczną jest woda - ocean. Płyta oceaniczna graniczy z prawej strony z płytą oceaniczną. Płyta ta napiera na płytę schodzącą w dół. Na płycie oceanicznej zaznaczono wulkan, pod którym jest magma. W miejscu styczności płyt w górnej części schematu jest rów. Po prawej stronie od rowu nad powierzchnię wody wystaje szczyt wulkanu. Pod wulkanem jest magma. Na wysokości wulkanu w wodzie zaznaczono pojedyncze wyspy.
Powstanie rowu oceanicznego oraz wysp w wyniku wulkanizmu podczas subdukcji
Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1Iuj5iZiRCVo
Na ilustracji jest przekrój przez kilka warstw ziemi. Od dołu jest warstwa astenosfery. Graniczy ona u góry z płytą oceaniczną, która schodzi w dół. Nad płytą oceaniczną jest woda - ocean. Płyta oceaniczna graniczy z prawej strony z płytą oceaniczną. Zaznaczono na niej wulkan, pod którym jest magma. Wulkan jest częściowo nad wodą. Podczas wybuchu wulkanu na jego zboczach dochodzi do sedymentacji. Powstają wysepki na powierzchni wody - zaznaczono łuk wyspowy. W miejscu styczności płyt jest rów. Graniczy on z pryzmą akrecyjną w postaci pofałdowanego wzniesienia znajdującego się pod wodą. Po prawej stronie od wulkanu, na powierzchni oceanu, zaznaczono basen załukowy.
Sedymentacja osadów wokół wysp
Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1eYGcFYGpcXO
Na ilustracji jest przekrój przez kilka warstw ziemi. Od dołu jest warstwa astenosfery. Graniczy ona u góry z płytą oceaniczną, która schodzi w dół. Nad płytą oceaniczną jest woda - ocean. Płyta oceaniczna graniczy z prawej strony z drugą płytą oceaniczną. Zaznaczono na niej wulkan, pod którym jest magma. Wulkan jest częściowo nad wodą. Powstają liczne połączone ze sobą wysepki na powierzchni wody - zaznaczono rozwinięty łuk wyspowy. W miejscu styczności płyt jest rów. Graniczy on z pryzmą akrecyjną, mającą postać pofałdowanego wzniesienia znajdującego się pod wodą.
Rozwinięcie łuku wyspowego i powstanie górotworu
Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
W przypadku zderzenia dwóch płyt kontynentalnych występuje strefa kolizji. Przy zderzeniu płyty ulegają zmiażdżeniu wskutek nacisku. Ich warstwa powierzchniowa (podlegają temu osady geosynklinalne) oraz osady zalegające w dnie zmniejszającej się przestrzeni basenu oceanicznego (geosynkliny) pomiędzy dwiema płytami kontynentalnymi ulegają sfałdowaniu, wypiętrzeniu i nasunięciu w postaci płaszczowin na obszar lądowy. Im płyty poruszają się z większą prędkością, tym góry są wyższe. W tym przypadku proces subdukcji nie zachodzi ze względu na dużą wyporność obu płyt. Największe (i najwyższe) systemy górskie świata powstały właśnie w strefie kolizji płyt litosfery, pomiędzy którymi znajdowała się geosynklina, wypełniona osadami. W taki sposób między blokami kontynentalnymi Eurazji, Afryki i Dekanu powstał wielki system Alpidów ciągnący się od Atlasu i Gór Betyckich przez Pireneje, Alpy, Karpaty, Kaukaz, góry Azji Mniejszej, Himalaje do Indonezji. Jest to obszar aktywny tektonicznie, o czym świadczą przede wszystkim zjawiska sejsmiczne, związane z trwającym wciąż przesuwaniem się płyty afrykańskiej ku północy oraz jej naciskiem na płytę euroazjatycką.
RKkO2D0u97UXJ
Ilustracja przedstawia przekrój. W górnej części przekroju jest niebieski pas - to ocean, a po jego bokach nieco wzniesione, zaznaczone kolorem zielonym, powierzchnie terenu. Pod nimi jest płyta kontynentalna. Płyta schodzi w dół, w głąb ziemi. Schodzi w dół w miejscu styku oceanu z lądem. Ściera się z równoległymi warstwa po prawej stronie schematu.
Kolizja dwóch płyt kontynentalnych w wyniku, której jedna wchodzi pod drugą
Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
ROhvo7VmYhl8m
Ilustracja przedstawia przekrój. W górnej części przekroju jest wypiętrzone pasmo z licznymi wzniesieniami, a po jego bokach nieco wzniesiony teren zaznaczony kolorem zielonym. Pod spodem jest płyta kontynentalna. Płyta schodzi w dół, w głąb ziemi, w miejscu końca pasma wypiętrzonego, graniczącego z terenem wzniesionym. Płyta ściera się z równoległymi warstwami leżącymi po jej prawej stronie.
Osuszenie dna oceanicznego i jego wypiętrzenie
Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R16G4s4NflHes
Ilustracja przedstawia przekrój. W górnej części przekroju jest mocno wypiętrzone pasmo z licznymi wzniesieniami, a po jego bokach jest niższy teren. Wypiętrzony fragment schematu opisano jako sfałdowane osady morskie. Pod nimi jest płyta kontynentalna. Płyta schodzi w dół, w głąb ziemi, w miejscu końca pasma wypiętrzonego, graniczącego z nieco obniżonym terenem. Płyta ściera się z równoległymi warstwami biegnącymi po jej prawej stronie.
Wypiętrzenie gór
Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Natomiast w strefie spreadingu, gdzie występuje rozrost dna oceanicznego i oddalanie dwóch płyt oceanicznych (rzadziej kontynentalnych), powstają grzbiety śródoceaniczne, będące rozległymi systemami górskimi. Ich przebieg odpowiada granicy między rozchodzącymi się płytami litosfery. Grzbiety śródoceaniczne są obszarami intensywnych, współczesnych ruchów górotwórczych. Występuje tu silna aktywność sejsmiczna i wulkaniczna. Do największych należą: Grzbiet Śródatlantycki i Wzniesienie Wschodniopacyficzne. Ich lądowym odpowiednikiem są wulkany Islandii czy wulkany w strefie ryftowej Afryki Wschodniej (Ruwenzori, Kilimandżaro, Meru).
Ryft jest to rodzaj rowu tektonicznego o długości dochodzącej nawet do kilku tysięcy kilometrów, którego ograniczają równoległe względem siebie uskoki. Ryfty powstają w wyniku rozciągania się skorupy ziemskiej pod wpływem wznoszenia rozgrzanej materii pochodzącej z płaszcza ziemskiego. Ryfty występują na kontynentach (ryfty śródkontynentalne) oraz wzdłuż grzbietów oceanicznych.
R1XAT592rVWfH
Na ilustracji jest mapa – wycinek wschodniego wybrzeża Afryki, Półwyspu Arabskiego oraz południowa część płyty eurazjatyckiej. Mapa przedstawia występowanie ryftu wschodnioafrykańskiego. Czarną, ciągłą linią są zaznaczono granice płyt tektonicznych. Na Morzu Czerwonym i Zatoce Adeńskiej jest granica płyty afrykańskiej i płyty arabskiej, z kolei na Oceanie Indyjskim płyty indyjskiej i afrykańskiej. Na obszarze wschodniej Afryki przerywanymi liniami są zaznaczone obszary, gdzie występuje wschodnioafrykańska strefa ryftu. Dwie przerywane linie ciągną się, jedna od wschodniego wybrzeża Afryki do zatoki Adeńskiej, a druga od okolic wschodniego wybrzeża do okolic Jeziora Wiktorii. Każda z tych dwóch płyt ma swoją równoległą do siebie strefę. Od okolic Jeziora Wiktorii do Morza Czerwonego występuje kolejna strefa ryftu. Przy tych strefach występują wzniesienia górskie zaznaczone czerwonymi trójkątami. Wulkany są podpisane m. in. Wulkan Erta Ale znajdujący się w strefie ryftu w okolicach Morza Czerwonego i Wulkan Ol Doinyo Lengai znajdujący się przy wybrzeżu Oceanu Indyjskiego równolegle od Jeziora Wiktorii.
Obszar występowania ryftu wschodnioafrykańskiego
Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1CCDl1WHCpHd
Ilustracja przedstawia szeroką dolinę. Na dnie doliny są liczne pęknięcia wypełnione wodą. Teren z lewej strony otaczają wysokie skały, jest suchy, ma żółty kolor.
Ryft wschodnioafrykański w Tanzanii
Źródło: dostępny w internecie: https://www.irena.org/newsroom/articles/2020/Nov/The-East-African-Rift-Realising-the-Regions-Geothermal-Potential, tylko do użytku edukacyjnego.
Ciekawostka
Góry cały czas rosną. Himalaje kilka milimetrów (ok. 4) rocznie, Sierra Nevada 1‑2 mm, Tatry około 6‑8 mm zdaniem słowackich badaczy. Skoro jednak płyty litosfery pozostają w ciągłym, ukierunkowanym ruchu powodującym wystąpienie procesów górotwórczych powstaje pytanie „Dlaczego góry nie rosną bez końca”? Naukowcy tłumaczą to dwiema podstawowymi przyczynami. Po pierwsze, wietrzenie. Szacuje się, że 85‑90% masy skał niszczy erozja. To oznacza, że w praktyce teren wypiętrza się na wysokość zaledwie 10‑15% tego, co wynikałoby z tempa wypiętrzania skał. Po drugie, grawitacja. Góry rosną, ale do pewnej wysokości. Punkt graniczny wyznacza relacja między siłą tarcia płyt a siłą grawitacji działającą na wypiętrzone masy skalne. W pewnym momencie materiał skalny staje się bowiem zbyt ciężki, a jego własna masa zatrzymuje wzrost powodowany przez kolizję płyt litosfery.
Słownik
astenosfera
astenosfera
jedna z powłok ziemskich, o grubości ok. 100 km, część górnego płaszcza Ziemi, bezpośrednio podścielająca litosferę
dolina ryftowa
dolina ryftowa
podłużne obniżenie terenu o dużych rozmiarach (długości setek lub tysięcy kilometrów), biegnące wzdłuż ryftu kontynentalnego lub oceanicznego
góry fałdowe
góry fałdowe
góry powstałe w wyniku sfałdowania i wypiętrzenia mas skalnych; są zbudowane z fałdów, niekiedy także z płaszczowin
plama gorąca (hot spot)
plama gorąca (hot spot)
obszar działalności wulkanicznej lub obszar o zwiększonej wartości strumienia cieplnego Ziemi, których istnienie jest wynikiem docierania z głębi Ziemi do litosfery strumienia gorącej materii
płyta litosfery
płyta litosfery
rozległy fragment skorupy ziemskiej, przemieszczający się poziomo względem sąsiednich płyt z prędkością wynoszącą zazwyczaj od kilku do kilkunastu cm rocznie; rozróżnia się 6 lub 7 wielkich płyt: eurazjatycką, afrykańską, indoaustralijską, pacyficzną, antarktyczną i amerykańską (albo 2 odrębne płyty: północno- i południowoamerykańską)
górotwór
górotwór
jest to obszar, który został sfałdowany oraz wypiętrzony pod wpływem ruchów górotwórczych