Földrajz | Természetföldrajz » Brezsnyánszky Károly - Lemeztektonika, vulkanizmus, élővilág

Lemeztektonika – vulkanizmus – élõvilág Vulkánok több millió évvel ezelõtt Föld legkülsõ vékony, szilárd gömbhéja, a litoszféra nem egységes, hanem kisebb-nagyobb darabokból, úgynevezett litoszféralemezekbõl vagy kõzetlemezekbõl áll, melyek teljesen beburkolják a Földet (1. térkép) Hét nagy és több kisebb kõzetlemez különböztethetõ meg a Föld felszínén, melyek egymáshoz és a Föld forgástengelyéhez képest is állandó mozgásban vannak. A litoszféralemezek nagyobb része tartalmaz óceáni és szárazföldi kéregrészt is, mások csak óceáni kéregbõl állnak. A litoszféralemezek mozgását a köpeny sûrû, nyúlósabb részén, az asztenoszférán való úszás teszi lehetõvé, a mozgatóerõt a Föld belsõ hõáramlási rendszere, a legújabb felfogás szerint a köpenyfeláramlások biztosítják. A Lemeztektonika és vulkanizmus Földünk felszínét a lassan, de biztosan mozgó, keletkezõ és felemésztõdõ

litoszféralemezek a földtörténet folyamán már több alkalommal szinte teljesen „újraburkolták”. A jelenlegi helyzet kiindulópontjának a körülbelül 200 mil- 1. térkép lió évvel ezelõtti állapotot, a Pangea nevû õskontinens feldarabolódásának kezdetét tekintjük. A lemeztektonika az elsõ olyan globális modell, amely a kõzetlemezek mozgását alapul véve magyarázatot ad az összes geodinamikai jelenségre, mint a földrengések, a vulkanizmus, a hegységképzõdés stb. Jelenlegi ismereteink szerint Földünkön mintegy 700 aktív vulkán található, többségük földrajzilag jellegzetes vonalak mentén helyezkedik el. Öt vulkáni övezet különböztethetõ meg: a kelet-ázsiai, az amerikai, az eurázsiai, az atlanti és a kelet-afrikai. Ezek a vulkáni övezetek egybeesnek a litoszféralemezek jelenlegi határaival, így megállapítható, hogy a vulkánosság alapvetõen a lemezszegélyekhez kapcsolódik, és szoros összefüggést mutat a

lemeztektonikai folyamatokkal. Kivéve a vulkánok mintegy 4%-át, ezek a forró pont (hot spot) típusú vulkánok, ahol a helyi jellegû, függõlegesen felfelé irányuló köpenycsóva (plume) elvékonyítja vagy átolvasztja a kérget, és a felszínen vulkán alakul ki. A köpenyfeláramlások helye nagyon állandó, akár százmillió évig is azonos helyen mûködnek, és mivel a kõzetlemezek elvándorolnak fölöttük, vulkáni lánc alakul ki, például a Hawaii-szigeteken a Csendes-óceánban. A szigetvulkánok „csendesek”: mûködésüket lávaömlések jellemzik, robbanásos kitöréseik ritkák. A lemezmozgásoknak három fõ típusa különböztethetõ meg: az egymástól távolodó és az egymáshoz közeledõ típushoz sajátos vulkanizmus kapcsolódik, míg az egymás mellett elcsúszó lemezek (például a Szent András-vetõ Kaliforniában) mentén aktív vulkanizmus nem jön létre. Az egymástól távolodó (divergens) lemezek peremén alakulnak ki az

óceáni hátságok azáltal, hogy a Föld felsõ köpenyében zajló, ellentétes irányban mozgó áramlások szétrepesztik, majd magukkal szállítják, szétsodorják a litoszféralemezeket, és az asztenoszférából felnyomuló bazaltos köpenyanyag, a magma kitölti a lemezperemek közti rést, lehûl és óceáni kéreggé merevedik. Az óceánközépi hátság az óceánok születésének és gyarapodásának helye. Az ezeken a hátságokon, a tenger mélyén mûködõ vulkánokra nem jellemzõ sem a gázrobbanások sora, sem a törmelékszórás, mûködésük közben csak kevés vízgõzt termelnek. A vulkáni kitörések egyenletesebbek és nyugodtabbak, a kísérõ földrengések gyengébbek, mint a lemezszegélyeken. Az Atlantihátság Izland területén a felszínre emelkedik; a napjainkban elhíresült izlandi tûzhányó, az Eyjafjallajökull ennek a vulkántípusnak felszíni példája (2. térkép) Divergens lemezszegélyek a kontinensek területén is

kialakulhatnak, ezek a kontinentális hasadékvölgyek vagy riftek, ilyen jellegû a keletafrikai-árok vulkanizmusa. Az egymáshoz közeledõ (konvergens) lemezszegélyeken is aktív vulkanizmus kíséri a hegységképzõdést. A nagyobb sûrûségû óceáni lemez, általában 30–60°-os dõlésû sík mentén, a kisebb sûrûségû kontinentális lemez alá bukik (szubdukció), és nagy mélységre, akár 400-700 km mélyre is benyomul a köpenybe. A lefelé növekvõ hõmérséklet részlegesen megolvasztja az alábukó kõzetlemez anyagát és a felszínén szállított, évmilliók alatt felhalmozódott tengeri üledéket. A lemezszegélyen heves andezites-riolitos vulkáni 7 2. térkép tevékenység alakul ki, ami többnyire réteges szerkezetû (sztratovulkán), láva és tufa váltakozásából álló, homorú lejtõkkel jellemzett vulkánokat hoz létre. A vulkáni tevékenység erõsen explozív, erõs törmelékszórással, gõzkitörésekkel és intenzív

földrengésekkel A mûködés kiszámíthatatlan, bizonytalan hosszúságú aktív és alvó periódusok változnak. A legismertebb ilyen zóna a Csendes-óceánt körülölelõ Tûzgyûrû, amelynek része többek között Japánban a Fudzsi, Kamcsatka és a Kordillerák tûzhányói, köztük a Chimborazo, a Popocatepetl és a Mount St. Helens (3. térkép) Néhány vulkanológiai alapfogalom A Föld belsõ erõi állandó mûködésének egyik leglátványosabb megnyilvánulási formája a vulkanizmus. Forrása a magma, a felsõ köpenyben és/vagy a kéregben elhelyezkedõ, nagy nyomás 1. ábra Egy vulkáni szerkezet felépítése 8 3. térkép alatt álló magas hõmérsékletû szilikátolvadék. A magma a hõmérséklet- és nyomáskülönbségek hatására lassú áramlást végez, közben hatalmas feszítõerõt fejt ki a környezetére, és mozgása során összetétele megváltozik (beolvasztja a mellékkõzeteket, alkotórészeinek eltérõ oldódása és sûrûség

szerinti differenciálódása miatt). Ha a magma mozgása során nem jut a felszínre, hanem a földkéregben szilárdul meg, akkor intruzív magmatizmusról vagy plutonizmusról beszélünk, ekkor mélységi magmás kõzetek keletkeznek. Ha a magma a felszínre kerül, akkor láva a neve, a folyamatot pedig effuzív magmatizmusnak vagy vulkanizmusnak nevezzük, melynek során kiömlési magmás kõzetek keletkeznek. Megkülönböztetünk szárazföldi és tenger alatti vulkanizmust, valamint felszínközeli (2 km-nél nem mélyebben lezajló), úgynevezett szubvulkáni folyamatokat (1. ábra). A vulkáni anyagok származási helye a mintegy 60-120 km-es mélységben elhelyezkedõ magmakamra. A magmakamrát a felszínnel összekötõ, a Föld kérgét függõlegesen áttörõ csatorna a kürtõ, amely a felszínen az általában kör alakú kráterben végzõdik. A felszínre kerülõ anyag többnyire kúp alakban halmozódik fel (vulkáni kúp), formája a kitörés módjától, a

vulkáni anyag összetételétõl és mennyiségétõl függ. A kaldera üst vagy katlan alakú, a kihûléskor beszakadással keletkezett, többé-kevésbé kör alakú, sekély mélyedés. A felszín felé törekvõ magma a mélyben megrekedve magmás kõzettömeggé szilárdul a földkéregben, amit mérete, felszíntõl való távolsága és a környezetére gyakorolt hatása alapján osztályozunk (batolit, lakkolit stb.) A vulkanizmus legfõbb terméke, a láva a felszínre került, jórészt gáztalanodott magma. Fizikai tulajdonságait kémiai összetétele, elsõsorban szilícium-dioxid-tartalma határozza meg. A szilícium-dioxidban szegény, bázisos bazaltláva kis viszkozitású, hígan folyó anyag, ezért lávaárakat, lávatakarókat hoz létre. A szilícium-dioxidban gazdagabb, intermedier, savanyú andezit- és riolitlávák nagy viszkozitásúak, sûrûn folynak, hamar megszilárdulnak, így viszonylag meredek falú vulkáni kúpokat képeznek. A láva

megszilárdulásával vulkáni kiömlési kõzetek keletkeznek (bazalt, andezit, riolit). A lávaár szilárd kérge egy embert is elbír. Alig 1 méterrel lejjebb, az „alagútban” forró láva áramlik A láva mellett a vulkáni kitörés sokféle törmelékanyagot is szolgáltat: ezek gyûjtõneve a tefra. Az egyes darabok formája és mérete szerint csoportosítva különítjük el a vulkáni bombákat, a levegõben lehûlve megszilárduló cm-es, m-es kõzetdarabokat, a lapilliket, a mogyoró vagy dió nagyságú, a levegõben megszilárduló lávadarabokat és a vulkáni port vagy hamut. Ezekbõl a kõzetté válás során vulkáni breccsa, konglomerátum és vulkáni tufa keletkezik. Egy vulkáni kitörés során a szilárd halmazállapotú anyagok mellett gázok és gõzök is kerülnek a felszínre. Legnagyobb részük (75%) vízgõz, ezenkívül szén-dioxid, szén-monoxid, nitrogén, metán, ammónia, fluor, hidrogén, klór, kén-hidrogén, kén-dioxid is távozhat

a vulkánból. kihalást egyesek újabban a 200 millió évesnek meghatározott, Rendszer és Radiomintegy 7 millió km² kiterjedésû Eraterna alrendszer Sorozat metriEonotéma (Eon) (idõ) (idõszak, kor kus kor, bazalttakaró, a „közép-atlanti alidõszak) millió év magmás tartomány” kialakulásáHolocén hoz kapcsolják. Ennek területe Negyedidõszak Pleiszto- 1,6 zömmel a mai Brazíliában, Északcén nyugat-Afrikában, DélnyugatPliocén 5–5,5 Újkor Neogén (KainoEurópában és Észak-Amerika Miocén zoikum) Harmadkeleti részén van, mivel akkoriban Oligocén 23 idõszak ezek a területek összetartoztak Paleogén Eocén mint a Pangea õskontinens részei. Paleocén 65 Az alsó jurában, 180–185 milFelsõ Kréta 146 Középsõ lió évvel ezelõtt bekövetkezett Felsõ Középkihalási esemény nem tartozik a Jura Középsõ 208 kor nagyobbak közé, de érdekessége, Alsó (Mezozoikum) hogy idõben egybeesik a KarooFelsõ Triasz Középsõ 245 és a

Ferrar-bazaltvulkanizmus Alsó mûködésével, amely a mai DélFelsõ Afrika, valamint Ausztrália és Perm 290 Alsó Antarktisz egyes területeire terFelsõ Karbon 362 jedt ki, mivel ezek akkoriban a Alsó nagy déli õskontinens, a GondFelsõ Ókor Devon Középsõ 408 wana részei voltak (4. térkép) (PaleoAlsó A legismertebb esemény, mely zoikum) Szilur 439 többek között a dinoszauruszok Vulkanizmus és élõvilág Felsõ kihalását okozta, a kréta-tercier Ordovícium Középsõ 510 Alsó A földtörténetnek (2. ábra), ben(harmadidõszak) határán, mintegy Kambrium 570 ne az élõvilág fejlõdéstörténeté65 millió évvel ezelõtt következett Proteronek egyik drámai és máig vitatott be. Jelentõségérõl sokat mond, 2500 Preeseménye a földtörténeti ókor kambri- zoikum hogy ennek a két földtörténeti Archai(paleozoikum) és a középkor um idõszaknak a határán húzták meg kum (mezozoikum) határán, mintegy a földtörténeti középkor (mezo250

millió évvel ezelõtt bekövetkezett hetõen legjobban ismerjük, több nagy zoikum) és az újkor (kainozoikum) hatömeges kihalás. Ez olyan erõteljes kihalás is összefüggésbe hozható inten- tárát Bár ezt a tömeges kihalási hulvolt, hogy a gazdag tengeri és száraz- zív, hosszan tartó kontinentális bazalt- lámot egy nagyméretû meteor becsapóföldi élõvilágnak csak minden huszadik vulkanizmussal Bár az idõbeli egybe- dásával elég meggyõzõen magyarázzák, akkori faja élte túl. Az élõvilág megkö- esés nem jelent feltétlenül kiváltó okot vannak, akik az indiai szubkontinensen vült maradványaiban, az õsmaradvá- a tömeges kihalásokat illetõen, mivel található Dekkán-platóbazalt kialakulányokban bekövetkezett változás akkora voltak olyan vulkáni események is, sának jelentõségét is hangsúlyozzák a volt, hogy már több mint száz éve a melyek nem okoztak tömeges kihalást becsapódás mellett vagy azzal szemben. geológusok

ezt az idõszakot földtörté- (Paraná-platóbazalt – 133 millió éve; A kontinentális bazaltvulkanizmus neti fordulópontnak, a földtörténeti ó- Columbia-platóbazalt – 16 millió éve). kivékonyodott, meggyengült kontinentális A következõ (triász-jura) kihalási kéregrészeken, a felsõ köpenyig hatoló kor (paleozoikum) és középkor (mezozoikum) határának tekintik. A kihalási esemény mintegy 200 millió évvel ez- repedések mentén jön létre A hosszú esemény okát egyes elméletek az akko- elõtt következett be, de kisebb mértékû ideig tartó és nagy területre kiterjedõ riban Közép-Szibériában zajlott, óriási volt, mint a perm végi kihalási hullám. vulkáni mûködés, amely megváltoztatja a kiterjedésû (1,5 millió km²), helyen- Az ekkor bekövetkezett tömeges földi környezetet, elsõsorban a globális ként 3 km vastag bazalttaklimatikus viszonyokat, erõtel4. térkép karót létrehozó vulkanizmus jes hatással lehet az

élõvilágra. hatásaival hozzák összefügEz a típusú vulkanizmus napgésbe. jainkban nem ismert, de a Ha visszatekintünk a földpéldák mutatják, hogy milyen történet utolsó 250 millió jelentõsége volt a földtörténet évére, melynek eseményeit, a során. Föld felszínének és élõvilágának változásait, az õsmaradBREZSNYÁNSZKY ványok sokaságának köszönKÁROLY F a n e r o z o i k u m 2. ábra Földtörténeti idõszámítás 9