Tektonika płyt litosfery

Cele:
Uczeń:

- potrafi wyjaśnić mechanizm teorii tektoniki płyt litosfery;
- potrafi wskazać na mapie strefy subdukcji, spredingu i kolizji;
- zna nazwy i miejsce występowania płyt tektonicznych na Ziemi;
- wyjaśnia zjawisko izostazji, ruchów talasogenicznych i epejrogenicznych.

Treści przedstawiane na lekcji:
Wielkie formy powierzchni Ziemi wykształcały się od momentu powstania Ziemi. Naukowcy opracowali kilka teorii na ich powstanie. Początkowo twierdzono, że wraz z ochładzaniem się Ziemi, następowało jej kurczenie i zarazem marszczenie (podobnie jak w przypadku naskórka jabłka). Efektem marszczenia miały być pofałdowane pasma górskie.
Bardzo rozpowszechnioną była teoria dryfu kontynentów Wegenera, zakładająca powstanie wielkiego kontynentu: Pangei, który rozpadł się na skutek ruchu obrotowego Ziemi i przyciągania Słońca i Księżyca. Początkowo zakładano rozpad na dwa kontynenty: północną Laurazję i południową Gondwanę, a następnie dalszy rozpad, którego efektem było powstanie Oceanu Atlantyckiego i kontynentów istniejących do dzisiaj. Za tą teorią przemawia podobieństwo zarysów lądów po obu stronach Oceanu Atlantyckiego.
Obowiązującą obecnie teorią jest teoria tektoniki płyt litosfery. Zakłada ona, że przemieszczaniu podlegają sztywne fragmenty litosfery, pod którymi występują skały plastyczne.
Litosfera jest podzielona na różne płyty, np. płytę eurazjatycką, północno- i południowoamerykańską, indoaustralijską, afrykańską, czy pacyficzną, które są w ciągłym ruchu wywołanym prądami konwekcyjnymi w astenosferze.
Ruchy te, to zaledwie kilka centymetrów w ciągu roku, ale w skali milionów lat to całkiem imponujące rozmiary. Źródłem ruchów konwekcyjnych jest ciepło wnętrza Ziemi.
W miejscach, gdzie prądy konwekcyjne wstępują, materia płaszcza wydostaje się na powierzchnię (w postaci wylewów wulkanicznych – bazaltowych) i tworzą się grzbiety śródoceaniczne (narasta skorupa). Strefy te nazywane są strefami spredingu (narastania). W nich tworzą się rowy tektoniczne zwane ryftami. W taki sposób rozrasta się np. dno Oceanu Atlantyckiego.
W miejscach, gdzie prądy oceaniczne zstępują, następuje wciąganie skorupy oceanicznej do wnętrza Ziemi. Strefy te nazywane są strefami subdukcji (zrostu). Tam nadmiar litosfery oceanicznej jest wciągany pod kontynentalne płyty. Powstają rowy oceaniczne. W późniejszym etapie rowy oceaniczne wypełniane są osadami. Dalszy nacisk boczny płyty na gromadzące się osady, powoduje fałdowanie warstw skalnych i ich połączenie ze sztywnym blokiem kontynentu. W taki sposób powstało wiele łańcuchów górskich, np. Andy czy Kordyliery.
Na kuli ziemskiej występuje też strefa kolizji pomiędzy dwoma kontynentalnymi płytami: indyjską i euroazjatycką. Jej efektem są Himalaje, mocno sfałdowany górotwór powstały na skutek fałdowania osadów znajdujących się wcześniej w morzu rozdzielającym te płyty.
W miejscach spredingu i subdukcji jest wzmożona aktywność tektoniczna, której efektem są wylewy magmy, trzęsienia Ziemi i przemieszczenia warstw skalnych.
Nagromadzone skały osadowe ulegają izostatycznemu wypiętrzeniu po zmniejszeniu się siły wciągania pod płytę. Izostazja to stan równowagi grawitacyjnej, gdzie zewnętrzna trwała część skorupy ziemskiej pływa po głębiej położonej, bardziej plastycznej i gęstszej części Ziemi.
Po osiągnięciu stanu równowagi grawitacyjnej, w obrębie górotworu dochodzi do niszczenia i wynoszenia materiału skalnego z obszarów górskich. Stają się one lżejsze i w następstwie są dźwigane w plastycznej astenosferze. Taki powolny ruch skał ku górze jest nazywany ruchem lądotwórczym lub zamiennie epejrogenicznym.
Przeciwny kierunek mają ruchy talasogeniczne (oceanotwórcze). Ich przyczyną może być np. obciążenie płyty kontynentalnej przez lądolód.
W przypadku, gdy kierunek ruchu skorupy ziemskiej zmienia się w stosunkowo krótkim czasie, mamy do czynienia z ruchami oscylacyjnymi. Tego typu ruch pionowanie zawsze jest związany z próbą osiągnięcia poziomu równowagi izostatycznej, ale może się wiązać z poziomymi ruchami litosfery.

Zadania i polecenia:
Minimum:
1. Omów teorie dotyczące formowania się wielkich form powierzchni Ziemi. Która jest najbardziej prawdopodobna?
2. Na rysunku przedstaw zasadę działania strefy subdukcji i strefy spredingu.
3. Wyjaśnij przyczynę działania ruchów epejrogenicznych i talasogenicznych.
Na lepszą ocenę:
1. Wskaż na mapie i podaj nazwy wielkich płyt tektonicznych.
2. Wskaż na mapie strefy subdukcji, spredingu i kolizji wielkich płyttektonicznych.
3. Wyjaśnij, na czym polega zjawisko izostazji?

Zapis lekcji:
1. Teorie wyjaśniające zmiany kształtu i rozmieszczenia kontynentów.
2. Charakterystyka teorii tetoniki płyt litosfery.
3. Izostazja i ruchy lądotwórcze i oceanotwórcze.