ZałoŜeniowy charakter tektoniki płyt litosfery

Transkrypt

1 II ZałoŜeniowy charakter tektoniki płyt litosfery Jest faktem mało znanym, Ŝe twórcami podstaw koncepcji spredingu (rozrostu litosfery na grzbietach oceanicznych) i koncepcji płyt litosfery są: Samuel Warren Carey (1958) i Bruce Heezen (1960). Ten ostatni jest odkrywcą szczeliny ryftowej na grzbietach oceanicznych i głównym autorem znanych, topograficznych map den oceanicznych. Obaj ci autorzy wiązali swoje odkrycia z ekspansją Ziemi. Późniejsza tektonika płyt powstała (lata ) przez połączenie udowodnionego juŝ w pełni procesu spredingu i udowodnionego istnienia płyt litosfery z nie udowodnionym załoŝeniem, Ŝe Ziemia nie ekspanduje. Ten załoŝeniowy charakter tektoniki płyt prezentują niŝej przytoczone cytaty jednego z jej twórców, Xaviera Le Pichona (1968): - W niniejszej pracy próbujemy /.../ sprawdzić, czy dane o spredingu, obecnie dostępne, są kompatybilne z nieekspandującą Ziemią (s. 3661). (In this paper we try to carry this attempt further and to test whether the more uniformly distributed data on sea-floor spreading now available are compatible with a non-expanding earth.) JeŜeli załoŝymy, Ŝe Ziemia jest sferyczna i Ŝe długość jej promienia nie ulega zmianie w czasie, to wtedy moŝemy ustalać wzajemne ruchy płyt. (s ). (If we assume that the earth is spherical and that the length of its radius does not change with time, we can then proceed to the complete determination of the movements of the major crustal blocks relative to each other.) JeŜeli Ziemia nie ekspanduje, to powinny istnieć inne granice płyt, wzdłuŝ których płyty te są skracane lub niszczone (str. 3673). (If the earth is not expanding, there should be other boundaries of crustal blocks along which surface crust is shortened or destroyed.) Tektonikę płyt moŝna więc nazwać hipotezą nieekspandującej Ziemi, której wiarygodność zaleŝy od stopnia udowodnienia jej podstawowego załoŝenia, czyli załoŝenia stałości promienia Ziemi. Przytoczone w poprzednim tekście dowody ekspansji Ziemi są jednocześnie dowodami fałszywości podstawowego załoŝenia tektoniki płyt litosfery. Autorzy rozwijający tektonikę płyt, zamiast skoncentrować się na udowadnianiu fundamentalnego dla tej teorii załoŝenia, skoncentrowali się na budowaniu w oparciu o nie szeregu modeli. Modele te przez większość geologów przestały być z czasem odróŝniane od rzeczywistości i są traktowane jako dowody tektoniki płyt, co tworzy strukturę błędnego koła rozumowania. Są to następujące modele i hipotezy: 1. prądy konwekcyjne w płaszczu Ziemi 2. subdukcja 3. zamykające się oceany 4. kolizyjne orogeny 5. terrany Przytoczmy pierwsze zdanie z pracy Deweya i Birda (1970, s. 2625) budującej płytowo-tektoniczny model powstawania pasm fałdowych: 1

2 Analiza następstwa wiekowego sedymentacji, wulkanizmu, deformacji i metamorfizmu oraz implikacji nowej globalnej tektoniki (tektoniki płyt) [podkr. JK] wskazuje dobitnie, Ŝe pasma górskie są efektem ewolucji płyt. (Analysis of the sedimentary, volcanic, structural, and metamorphic chronology in mountain belts, and consideration of the implications of the new global tectonics (plate tectonics) strongly indicate that mountain belts are a consequence of plate evolution.) W jednym zdaniu mamy tu wskazane załoŝenia modelu (implikacje tektoniki płyt) oraz strukturę błędnego koła, gdyŝ stworzony na podstawie tych implikacji model orogenu ma tektonikę płyt potwierdzać. Przytoczmy zdanie z ksiąŝki Czechowskiego (1994 s. 238) o tektonice płyt i prądach konwekcyjnych: Jedynym bezpośrednim dowodem istnienia konwekcji w płaszczu jest ruch płyt litosfery. Hipotetyczna, płytowo-tektoniczna konwekcja w płaszczu Ziemi została przecieŝ wprowadzona razem z modelem tektoniki płyt. I teraz ruchy płyt określone tym modelem okazują się jedynym bezpośrednim dowodem tejŝe konwekcji. Znowu mamy tu strukturę błędnego koła. Rewizja wyliczonych wyŝej modeli i hipotez, przeprowadzana w oparciu o analizę korespondujących z nimi zjawisk i struktur, a w oderwaniu od spekulatywnych załoŝeń globalnych, prowadzi w kaŝdym przypadku (i niezaleŝnie od siebie) do stwierdzenia ich fałszywości. Prowadzi ona jednocześnie do wykazania istnienia procesów alternatywnych, z których ekspansja Ziemi wynika jako wniosek. Odbywa się to niezaleŝnie od przedstawionych w poprzednim tekście jej siedmiu dowodów, przez co uzyskuje się kolejne, niezaleŝne dowody ekspansji Ziemi.. Przykładem mogą być aktywne krawędzie kontynentów, gdzie tektonika płyt widzi (zgodnie z receptą Le Pichona patrz wcześniejsze cytaty) konwergentny (zbieŝny) ruch płyt i tzw. subdukcję (ryc. 1), czyli podsuwanie się jednej płyty litosfery pod drugą. Ryc. 1. Popularny schemat subdukcji. Tymczasem procesy w tych strefach, odczytywane wprost, dają obraz przeciwny czyli dywergentny (rozbieŝny) ruch płyt. I tak: 1. W rowach oceanicznych jest stwierdzana sejsmicznie taka sama tensja (np. Stauder 1968; ryc. 2) jak w szczelinach ryftowych grzbietów oceanicznych (np. Huang, Salomon 1987; ryc. 3) 2

3 Ryc. 2. Rów Aleucki. Rozkład pierwszych impulsów fal podłuŝnych. Oś tensji jest prostopadła do rowu. Ryc. 3. Grzbiet oceaniczny Karlsberg na Oceanie Indyjskim. Rozkład pierwszych impulsów fal sejsmicznych. Oś tensji jest prostopadła do grzbietu. 2. Pod aktywnymi krawędziami kontynentów znajduje się tak samo rozgrzany i rozrzedzony górny płaszcz jak pod grzbietami oceanicznymi (np. Dziewoński, Woodhouse 1987; ryc. 4). Ryc. 4. Mapa górnego płaszcza na głębokości 150 km. Kolory czerwony i Ŝółty oznaczają płaszcz gorący. Kolor niebieski płaszcz chłodny. 3. WzdłuŜ linii wulkanów aktywnych krawędzi kontynentów ma miejsce, tensyjnie uwarunkowany, diapiryzm magmowy zwieńczony wulkanizmem (ryc. 5) podobnie jak wzdłuŝ szczelin ryftowych grzbietów oceanicznych (ryc.6) 3

4 Ryc. 5. Tzw. pierścień ognia wokół Pacyfiku. Ryc. 6. Erupcja szczelinowa na Islandii. Islandia jest wyniesioną ponad powierzchnię oceanu częścią grzbietu oceanicznego. 4.. Baseny załukowe (za łukami wysp) rozwierają się i same łuki wysp oddalają się od brzegów kontynentów (np. Faure, Natalin 1982; ryc. 7), co w sposób najbardziej oczywisty wskazuje na odsuwanie płyty oceanicznej od kontynentalnej. Dopatrywanie się konwergentnego ruchu płyt w zestawieniu z procesem widocznym na ryc. 7, jest przykładem dominacji apriorycznych, spekulatywnych załoŝeń nad rzeczywistością geologiczną. Ryc. 7. Odrywanie się i oddalanie całego wschodnioazjatyckiego systemu wysp i łuków wysp od kontynentu azjatyckiego (strzałki J.K.). Analiza powyŝszych i innych procesów zachodzących w aktywnych krawędziach kontynentów prowadzi do następującego schematu ich rozwoju (ryc. 8; Koziar, Jamrozik 1994, Koziar 2003). Ryc. 8. Tensyjno diapirowo - grawitacyjny rozwój łuku wyspowego. 4

5 Tensja powoduje odrywanie (odsuwanie się) łuku wyspowego od kontynentu i dekompresyjne rozgrzanie niŝejległego płaszcza. W szczególności powoduje ona grawitacyjne niszczenie krawędzi płyty oceanicznej pod rowami oceanicznymi i opadanie jej fragmentów wzdłuŝ strefy Benioffa. Powoduje teŝ kulminację diapiryzmu górnego płaszcza na linii wulkanów. Utrzymująca się i wędrująca w kierunku oceanu strukturalna róŝnica wysokości między linią wulkanów a podłoŝem rowu oceanicznego (tektogeneza pierwotna) powoduje grawitacyjne przesuwanie łuku wyspowego w kierunku rowu oceanicznego (tektogeneza wtórna). Takie grawitacyjne, lokalne przesuwanie przypowierzchniowych serii skalnych zachodzi równieŝ w śródlądowych pasmach fałdowych a od czasu teorii kontrakcji Ziemi traktowane jest mylnie jako przejaw konwergentnego ruchu rozległych, sztywnych bloków tj.: - kratonów w teorii kontrakcji Ziemi, - kontynentów w teorii Wegenera - płyt litosfery w tektonice płyt litosfery. Współczesne badania wykazały, Ŝe zarówno pod frontalnymi częściami luków wysp, jak i pod frontalnymi częściami pasm fałdowych, głębokie podłoŝe jest rozciągane i rozrywane wzdłuŝ uskoków grawitacyjnych (ryc. 9). Ryc. 9. Wgłębne rozciąganie litosfery pod frontalnymi partiami przypowierzchniowych nasunięć.. Zatem na podstawie kompresji występującej we frontalnych partiach obu tych analogicznych struktur nie moŝna wnioskować o niŝej zachodzącym skracaniu całej litosfery, gdyŝ stwierdzamy tam proces dokładnie odwrotny, bardziej miarodajny i zachodzący na o wiele większą skalę. Schemat przedstawiony na ryc. 8 powstał w oderwaniu od jakichkolwiek załoŝeń globalnych. Odwrotnie niŝ w tektonice płyt, dopiero po jego uzyskaniu, dochodzimy do wynikających z niego globalnych ram geotektonicznych a nie przyjmujemy tych ram jako załoŝenia. Mianowicie, w aktywnych krawędziach kontynentów nie ma kompensacji rozrostu litosfery na grzbietach oceanicznych zatem Ziemia ekspanduje (przyrost litosfery oceanicznej jest przyrostem powierzchni Ziemi). Jest to kolejny dowód na ekspansję Ziemi, niezaleŝny od siedmiu niezaleŝnych dowodów przedstawionych w poprzednim rozdziale. Analogiczne wyniki daje bezpośrednia analiza innych struktur i zjawisk objętych modelami tektoniki płyt, zbudowanych na nie udowodnionym załoŝeniu Ziemi nie ekspandującej: Wyniki te zostały przedstawione w następujących publikacjach: odnośnie pasm fałdowych: Carey 1976; Koziar, Jamrozik 1985 a, b; Ollier, Pain 2000; Ollier 2003, 2005; Koziar 2005a, b) odnośnie zamykających się oceanów i terranów: Koziar 1993, Koziar 2006 odnośnie prądów konwekcyjnych: Koziar 1996, 1997, Cwojdziński Ollier 2004 ; i Koziar 2007 oraz Koziar - dyskusja na Forum internetowym ING UWr. 5

6 Tematyka ta (wraz z innymi zagadnieniami geotektonicznymi) jest szczegółowo omawiana na moich wykładach Ekspansja Ziemi z podstawami geotektoniki (patrz tytuły wykładów i ich dyspozycje) oraz w innych publikacjach (patrz wykazy publikacji). xxxxxx Literatura cytowana Carey S. W., The tectonic approach to continental drift, In: Continental drift-a symposium, Hobart, University of Tasmania, s Carey S.W., The Expanding Earth, Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam - Oxford - New York, s Cwojdziński St Mantle plums and dynamics of the Earth interior towards a new model. Przegląd Geol., 52: Czechowski L., Tektonika płyt i konwekcja w płaszczu Ziemi. PWN s Dewey J.F., Bird J.M., Mountain Belts and the New Global Tectonics. J. Geophys. Res., 75/15: Dziewoński A. M., Woodhouse, J. H., Global Images of the Earth s Interior, Science, 236: Faure M., Natalin, B., The geodynamic evolution of the eastern Eurasian margin in Mesozoic times. Tectonophysics, 208: Heezen B.C., The rift in the ocean floor, Scient. American, 4(203): Huang P.Y., Solomon S. C., Indian Ocean Ridge Axis Earthquakes: Dependence on Spreading Rate. Journ. of Geophys. Res., 93: Koziar, J., Jamrozik, L., 1985a. Tension-gravitational model of the tectogenesis, Proceeding reports of the XIII-th Congress of Carpatho-Balkan Geological Association, Poland-Cracow, September , Published by the Polish Geological Institute, s Koziar, J., Jamrozik, L., 1985b. Application of the tension-gravitational model of the tectogenesis to the Carpathian orogen reconstruction. Proceeding reports of the XIII-th Congress of Carpatho - Balkan Geological Association. Poland, Cracow, September , Published by the Polish Geological Institute, s Koziar, J., Rozwój Pacyfiku i jego znaczenie dla współczesnej geotektoniki. PTG Oddz. Poznański, Streszczenie referatów , IGU AM Poznań 1993, s Koziar, J. Jamrozik, L., Tension-gravitational model of island arcs. in: F. Selleri, M. Barone eds., Proceedings of the International Conference: Frontiers of Fundamental Physics, Olympia, Greece, September 27-30, 1993; Plenum New York, s Koziar J., Drogi i bezdroŝa geotektoniki. ING UWr i PTG Oddz. Wrocław, Streszcz. refer. Z. 1: Koziar J., Węzłowe zagadnienie geotektoniki. PTG Oddz. w Poznaniu, UAM IG,Streszcz. ref. VI:

7 Koziar J., Tensional development of active continental margins. Internationales Kolloquium: Erdexpansion eine Theorie auf dem Prüfstand , Ostbayern Schloss Theuern, s Koziar J., Tensyjny rozwój orogenów śródlądowych. Mechanizm.. Referaty XIV, PTG Oddz. w Poznaniu, UAM IG, Poznań, s Koziar J., Tensyjny rozwój orogenów śródlądowych. Przykłady regionalne. Referaty XIV, PTG Oddz. w Poznaniu, UAM IG Poznań, s Koziar J., Terrany, czyli geologia w krainie duchów. Referaty XIV, PTG Oddz. w Poznaniu, UAM IG Poznań, s Le Pichon X., Sea Floor Spreading and Continental Drift. J. Geoph. Res., 73(12): Ollier C.D., Pain, C.F., The Origin of Mountains. Routledge, London. Ollier C.D The origin of mountains on an expanding Earth and other hypotheses. [W:] G. Scalera & K-H. Jacob (red.), Why expanding Earth? INGV Publisher, Roma, s Ollier C.D., Mountain building and orogeny on an expanding Earth. Boll. Soc. Geol. It. Volume Speciale 5: Stauder W.J., Tensional character of earthquake foci beneath the Aleutian Trench with relation to seafloor spreading. J. Geophys. Res., 73(24):