17

TEKTONIKA PLOČA

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Tektonika ploča: jedinstvena teorija u geološkoj znanosti

• u 1960.-im velika revolucija u razmišljanjima geologa: utjecaj razvoja fizike

• do prije 200 god. geolozi podupirali različite teorije o izgradnji planina, vulkanizmu i drugih fenomena na Zemlji

• nije bilo općenite teorije koja bi objasnila cijeli niz geoloških procesa

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

• tektonika ploča: ideja po kojoj je ponašanje Zemlje uzrokovano formiranjem, kretanjem, interakcijom i destrukcijom velikih krutih ploča koje se nalaze na površini Zemlje• shvaćanje: što su te ploče i kako su nastale

– razmatranje kore, plašta i jezgre• litosfera: od grčke riječi lithos = kamen

– kora i gornji plašt

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

18

• astenosfera: dolazi od grčke riječi asthenes = slab – leži ispod litosfere; slabije je kruta jer je vruća– debljina varira od 100-200 km

• litosfera - kruta i lomljiva ljuska• astenosfera “teće” kao gipka kruta

masa kada je pod utjecajem sila

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Zemljina vanjska ljuska je snažna, čvrsta litosfera, sastavljena od kore na vrhu i vrha plašta.

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Ploče i njihova kretanja

• litosfera nije kontinuirana ljuska– oko 12 velikih čvrstih ploča

• svaka ploča se kreće kao čvrsta zasebna jedinica “ploveći” na astenosferi

• ploče se kreću jer je unutrašnjost Zemlje još uvijek vruća– mehanizam konvekcije

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

19

Pogled na površinsku i podmorsku topografiju pokazuje granice između ploča.

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Mehanizam konvekcije.

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Granice među pločama

• tri vrste: divergentne, konvergentne i transformni rasjedi

a) divergentne granice– u zonama gdje se ploče odvajaju i kreću u

suprotnim smjerovima, omogućavajući formiranje nove litosfere iz magme

– kako se ploče odjeljuju između njih nastaje novo oceansko dno

– proces nazvan širenje oceanskog dna = seafloor spreading

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

20

b) konvergentne granice

– u zonama gdje se ploče sudaraju – proces subdukcije (podvlačenja)

– oceanska litosfera se spušta u astenosferu u uskom dubokovodnom rovu širokom 100 km

– zona subdukcije – na granicama konvergencije ploča se spušta u astenosferu gdje se litosfera konzumira i vraća u plašt

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

c) transformni rasjed

– neke ploče se ne sudaraju već uz transformni rasjed horizontalno klize jedna uz drugu– primjer transformnog rasjeda Sv. Andrije u Kaliforniji

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Tri vrste granice ploča.

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

21

Ploče se kreću od divergentnog ruba prema konvergentnom s udruženom geološkom aktivnosti.

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Tektonika ploča i povijest

Zemlje

• kontinenti su dio ploča• kretanje kontinenata kroz geološko

vrijeme• prije 200 mil god. svi kontinenti su

bili udruženi čineći superkontinent Pangea

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Superkontinent Pangea (“sve zemlje”) prije 200 mil godina.

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

22

Stijene: dokumenti geološke prošlosti

• što determinira pojavljivanje stijena koje mi susrećemo?

• razlikovanje: boja, veličina minerala ili zrna, vrste minerala koji ih izgrađuju

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Od sedimenta do čvrste stijene• litifikacija: proces koji pretvara

sediment u sedimentnu stijenu• dva načina litifikacije

– kompakcija– cementacija

• pješčenjak iz pijeska• vapnenac iz ljuštura i drugih

fragmenata od kalcijeva karbonata

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Uslojenost sedimenata• sedimentne stijene prepoznatljive i

po slojevitosti• sedimentne stijene najčešće na

površini Zemlje– samo su tanki prekrivač magmatskih

i metamorfnih stijena koje izgrađuju najveći dio kore

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

23

Glavni minerali• kvarc, minerali glina, feldspati, kalcit,

dolomit, gips, halit

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Gdje nalazimo stijene

• na površini: različite stijene u kontaktu

• ispod površine: bušenje– najčešće prvo kroz sedimentne

stijene, a u većoj dubini metamorfne i magmatske

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

• Deep Sea Drilling Project

– istraživanje stijena oceanskog dna

• istraživanje stijena na površini– izdanak - mjesto na kojem stijena

izviruje iz nevezanog sedimentnog prekrivača

• izdanci česti ili rijetki

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

24

Stijenski ciklus

• skup geoloških procesa koji svaku od tri grupe stijena formira iz druge dvije grupe stijena

– James Hutton

• ovi procesi važni dijelovi sustava Zemlje

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

• primjer: taljenje i formiranje magme

– rezultat djelovanja podsustava Zemljine unutrašnjosti– prilikom erupcije vulkana materijal i energija iz podsustava unutrašnjosti transformirani na podsustav površinu– istovremeno se vulkanski pepeo injektira u podsustav atmosfere

– promjena globalne klime

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

• primjer:1) na dubini magme sve stijene

(magmatske, metamorfne i sedimentne) se tale - epizoda plutona

2) hlađenjem magme novi kristali rastu i nastaje nova magmatska stijena

• zbiva se u zonama kolizije (sudara) ploča i na divergentnim rubovima

• mjesta izdizanja plašta

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

25

Stijenski ciklus prema J. Huttonu.

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

• sedimenti odloženi u moru zatrpani novim slojevima, pa se sporo litificiraju

• dublje zatrpavanje sedimenta u kori -sve viša temperatura

• minerali se počinju mijenjati u nove minerale koji su stabilniji na višim temperaturama i pod višim tlakom– proces metamorfizma - sedimentne

stijene se transformiraju u metamorfne

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

• magmatske stijene koje nastaju u zonama kolizije ploča, zajedno s pridruženim sedimentnim i metamorfnim stijenama se izdižu u visoke planinske lance u kojima je kora snažno zdrobljena i deformirana– orogeneza - počinje kolizijom ploča, a završava

izdizanjem planina• nakon izdizanja stijene kore koje prekrivaju

izdignute magmatske stijene sporo se troše, stvaraju nevezani materijal kojega erozija raznosi, pa se na površini pojavljuju magmatske stijene

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

26

• magmatske stijene u hladnom i vlažnom okruženju na površini daleko od mjesta nastanka također se troše

– neki minerali trpe kemijske promjene

• npr.: minerali željeza oksidiraju i prelaze u željezne okside

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

• daljnje zagrijavanje: taljenje stijene i formiranje nove magme iz koje će kristalizirati magmatska stijena

– početak novog ciklusa• neki stupnjevi mogu biti ispušteni• neke stijene duboko u kori nikad

izdignute, trošene i erodirane• stijenski ciklus nikada ne

završava - stalna reciklacija

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Tektonika ploča i stijenski ciklus

• plutonizam, vulkanizam, tektonsko izdizanje, metamorfizam, trošenje, taloženje i zatrpavanje - geološki procesi pokretani tektonikom ploča

• plutonizam i vulkanizam rezultat unutrašnje topline Zemlje -nalazimo ih u tri geološka položaja:

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

27

1. konvergentne granice

– oceanska ploča se spušta do plašta i tali

2. divergentne granice– u zoni oceanskog hrbta

3. vruće točke (hot spots)– magma se izdiže kroz plašt i probija na

površinu

• sediment se odnosi s planina i taloži na kopnu ili u oceanima

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

• na površini Sunčeva toplina pokreće

cirkulaciju oceana i atmosfere uzrokujući trošenje i transport sedimenta vjetrom, vodom i ledom

• metamorfizam i izdizanje - pojava u zoni kolizije kontinentalnih ploča na konvergentnim rubovima

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Mnogi procesi kombinacijama daju stijenski ciklus. Svi su potaknuti tektonikom ploča.

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

28

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Tektonska aktivnost, sastav stijena i tipovi magme• srednjeoceanski hrbat i zona subdukcije

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Srednjeoceanski hrbat

– bazaltna lava

Zone subdukcije– sastav magme ovisi o:

– količini i sastavu subduciranog materijala– magmatske stijene subdukcijskih zona

generalno više silicijske od bazalta srednjeoceanskog hrbta– više andezita, manje felsičkih vulkanskih

stijena

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

29

"Mantle plumes"

• debele akumulacije daleko od granice ploča

• izolirano područje vulkana i vulkanskog otočja - Havaji

• dakle: bazaltne magme se formiraju ispod srednjeoceanskog hrbta i iz "plumesa" vrlo dubokog izvorišta, te uzrokuju nastanak "vrućih točki"

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________