Upload
others
View
10
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Doc.dr.sc. Kristina PIKELJGeološki odsjek, PMF
Horvatovac 102 aUtorak, 17:00-19:00
Predavanja iz kolegija Geologija mora (44558, 63327, 44100, 57290)
Postanak oceanskih bazena Oceanski bazen – dio morskog dna
dublji od 2000 m
Tektonika ploča – (?)
ljupinasta građa Zemlje vanjski čvrsti dio Zemlje (litosfera) se
fragmentira u 7 većih i 6 manjih ploča (+ nekoliko mikroploča – znamo li koju…?)
ploče se gibaju u odnosu jedne na drugu, „plutajući” po vrućem tekućem dijelu plašta
novi koncept (19xx?) 1967. Granice litosfernih ploča i seizmička aktivnost (www.nps.gov)
Glavne i sporedne litosferne ploče (http://www.geologyin.com)(broj i nazivi litosfernih ploča mogu varirati ovisno o literaturi)
Postanak oceanskih bazena 1912. – Alfred Wegener uvodi teoriju
kontinentskog drifta (continent drift)
primijetio je da Južna Amerika i Afrika izvrsno oblikom odgovaraju jedna uz drugu
identificirao je druge geološke osobitosti koje se mogu naći na oba kontinenta: iste vrste naslaga, mineralna i rudna ležišta, iste vrste fosila biljaka i životinja
zaključuje da su današnji kontinenti nekada tvorili superkontinent (?)
Geološke sličnosti na kontinentima koji su tvorili Pangeu (Wikipedia)
Geološke sličnosti na kontinentima koji su tvorili Pangeu (www.slideserve.com)
Postanak oceanskih bazena Dokazi kontinentskog drifta prema
Wegeneru:
fosili tropskog bilja na Antarktici – to znači da…:
…je očito morala biti smještena bliže ekvatoru
fosilni koraljni grebeni na visokim širinama;
današnji koraljni grebeni nisu u pravilu tamo gdje je temperatura < 18º C
glacijalni talozi i stijene se nalaze u današnjim aridnim područjima
Od Pangee do danas (Wikipedia)
Postanak oceanskih bazena Zašto Wegenerova teorija nije prihvaćena?
nije dobro objasnio mehanizam koji pomiče tektonske ploče! pokušao je objasniti da kontinenti jednostavno putuju kroz oceansko (morsko) dno
Moderna teorija tektonike ploča (1950ih) – dokazi i daljnji razvoj: utvrđivanje postojanja srednje-oceanskih hrptova utvrđivanje starosti oceanskog dna magnetske „vrpce” na oceanskom dnu položaji hipocentara potresa - podudaraju se s granicama ploča
konvekcija magme u plaštu pokreće kretanje ploča nova oceanska kora se stvara na hrptovima i bočno se odmiče od centra hrpta
Postanak oceanskih bazena Glavni elementi teorije tektonike
ploča (1):
Vanjski najčvšći dio Zemlje je litosfera- debljine do 100 km pod oceanima i do 250 km pod kontinentima
litosfera = kora + gornji dio plašta ispod litosfere se nalazi astenosfera –
taljevina po kojoj se ploče kreću
Koru od plašta razdvaja…(?) …Mohorovičićev diskontinuitet
Struktura Zemlje (Tarbuck i Lutgens, 2016)
Postanak oceanskih bazena Glavni elementi teorije tektonike
ploča (2):
Gornji dio litosfere na kontinentima -35 km debela kontinentska kora
do 90-ak km u planinskim područjima granitskog sastava (Sial; 2,7 g/cm3)
gornji dio litosfere pod oceanima – 7-8 km debela oceanska kora
bazaltnog sastava (Sima; 3,0 g/cm3)
gustoća plašta…jezgre (?) … 4,5 g/cm3…13 g/cm3
Podvlačenje oceanske pod kontinentsku ploču (www.usgs.gov)
Opće litološke karakteristike oceanske kore (opentextbc.ca)
Postanak oceanskih bazena Glavni elementi teorije tektonike
ploča (2):
položaj oceanske u odnosu na kontinentsku koru je posljedica izostazije (?)
Podvlačenje oceanske pod kontinentsku ploču (www.usgs.gov)
Postanak oceanskih bazena Izostazija:
opisuje gravitacijsku raspodjelu između Zemljine kore i plašta
kora „pluta” položaj kontinentske i oceanske kore
ovisi o njenoj debljini i gustoći veća gustoća – masa će više utonuti veća debljina – više će mase viriti van
kontinentska kora – manje gustoće i veće debljine
oceanska kora – veće gustoće i manje debljine
Princip izostazije (opentextbc.ca)
Podvlačenje oceanske pod kontinentsku ploču (www.usgs.gov)
Topografska i batimetrijska raspodjela kontinenata i oceana
Hipsografski histogram Zemlje(www.geosci.usyd.edu.au)
Topografska i batimetrijskaraspodjela kontinenata i oceana
(www.geosci.usyd.edu.au)
Postanak oceanskih bazena Glavni elementi teorije tektonike ploča (3):
Zemljina veličina je konstantna kretanje litosfernih ploča rezultira razmicanjem i sudaranjem
Shematski međuodnoslitosfernih
ploča i svih granica
među njima)
Postanak oceanskih bazena tri tipa granica među pločama:
konstruktivni (divergentni) razmicanje (a)
destruktivni (konvergentni) sudaranje (b)
konzervativni (transformni) smicanje (c)
Obilježja granica litosfernih ploča (www.geologyin.com)
Koja morfološka i topografska obilježja pripadaju konstruktivnim granicama ploča?
Postanak oceanskih bazena Konstruktivne granice
kontinuiran sustav srednje-oceanskih hrptova
60 000 km (duljina ekvatora…?)
planinski lanac koji se proteže kroz sve oceane
prostor nastanka oceana
postanak novog oceana danas (?)
Crveno more (aktivno širenje) –Istočna Afrika (zaustavljeni rift?)
Centri širenja u trostrukom spoju (www.tankonyvtar.hu)
Postanak oceanskih bazena …vezano za širenje oceanskog dna:
Zemlja se ponaša kao magnet – izvor magnetskog polja je tekuća jezgra
dva pola koja tijekom vremena mijenjaju mjesta (x100 000 g – xMg)
prilikom izlaska magme na srednje-oceanskim hrptovima i prolaskom Curie točke (400-600ºC)…(?) astenosferskimaterijal poprima magnetske karakteristike
…temperatura iznad koje materijal gubi permanentni magnetizam
Normalni i reversni položaj magnetskih polova Zemlje (all-geo.org)
Postanak oceanskih bazena …vezano za širenje oceanskog dna:
magnetični minerali se orijentiraju u skladu s trenutnim magnetskom polom Zemlje
pomicanjem magnetometra okomito na hrbat magnetometar će identificirati magnetske anomalije: izmjene normalnog i reversnog polariteta
Paleomagnetska stratigrafija –mjerenje starosti oceanskog dna na temelju magnetske anomalije
Stjenski zapis promjene polariteta Zemlje (tenor.com)
Postanak oceanskih bazena intenzitet magnetskog polja ostaje
zapisan nakon prolaska magnetometrom preko oceanskog dna
zapis ostaje u obliku simetričnih pruga niskog i visokog intenziteta magnetskog polja
pruge visokog intenziteta (>0) se pojavljuju na mjestima gdje normalno magnetizirane stijene oceanske kore pokazuju postojeći (normalni) polaritet
obrnuto vrijedi za pruge niskog intenziteta (<0)Conversely, the lowintensity
Zapis magnetometra pri promjeni jakosti Zemljinog magnetskog polja i pri promjeni polariteta Zemlje (Tarbuck i Lutgens 2016)
Postanak oceanskih bazena …vezano za širenje oceanskog dna:
usporedba brzine širenja oceanskog dna u oceanima – nije jednaka u vremenu i prostoru
starost oceanskog dna se povećava od hrpta ne postoji oceansko dno starije od… (?) …160-180 Ma kolika je starost kopna…(?)
oceanski bazenima se mijenjaju oblik i veličina oceanski bazeni nastaju i nestaju
Današnja situacija: Tihi ocean se smanjuje Atlantski i Indijski ocean se šire
Starost oceanskog dna u milijunima godina (www.ngdc.noaa.gov)
Postanak oceanskih bazena Kronologija događaja modernih oceanskih bazena:
~ 200 Ma- postojanje super oceana Panthalassa- ostojanje Pangee 200-180 Ma- inicijalni raspad Pangee; formiranje Laurazije i Gondvane- postojanje Tethys mora 180-140 Ma- odvajanje Eurazijske od Sjeveroameričke ploče- početak srednje-atlantskog hrpta- početak otvaranja Sjevernog Atlantika- Južni Atlantik zatvoren 140-80 Ma- odvajanje Afričke od Južnoameričke ploče- početak otvaranja Južnog Atlantika
Postanak oceanskih bazena Kronologija događaja modernih oceanskih bazena:
80-60 Ma- Indijska ploča dolazi do ekvatora nakon odvajanja od Australije i Antarktike- Atlantik se širi- sudar Indijske i Azijske ploče, inicijalno formiranje Himalaja- Atlantik dobiva izgled sličan današnjem 60-20 Ma- glavno izdizanje Himalaja i stvaranje Tibetanskog platoa- širenje Južnog Oceana 20-5 Ma- zatvaranje prolaza između Amerika nakon kolizije Sjeveroameričke i Južnoameričke
ploče- izolacija Tihog oceana i Indijskog oceana
Koja morfološka i topografska obilježja pripadaju destruktivnim rubovima ploča?
Postanak oceanskih bazena Destruktivne granice
nizovi otočnih lukova i oceanskih (dubokomorskih) jaraka
uglavnom u Tihom oceanu mjesta podvlačenja i uništavanja
(destrukcije) oceanske kore Benioff zona… (?) …područje pojačane seizmičke
aktivnosti; nagnuta od jarka prema jezgri u smjeru vulkana na kopnu ili vulkanskog otočnog luka na moru
Alpsko-Himalajski planinski lanac ukazuje na subdukciju
vrijeme…(?) …150 milijuna godina ocean…(?) …Tethys Benioff zona
Podvlačenje oceanske pod kontinentsku ploču (www.usgs.gov)
Što je s transformnim granicama ploča u oceanu?
Postanak oceanskih bazena Sedam većih ploča: Afrička Antarktička Euroazijska Indo-Australska Sjevernoamerička Južnoamerička Pacifička
Šest manjih ploča: Arapska Karipska Cocos Juan de Fuca Nazca Filipinska Škotska
Glavne i sporedne tektonske ploče (Wikipedia)
Postanak oceanskih bazena Glavni oceanski bazeni – TIHI OCEAN
najveći (180 000 000 km2) najdublji (prosječno: 3940 m) brojna rubna mora brojni vulkanski lukovi i dubokomorski jarci stvaranje planina na rubovima potresne zone uz rubove nizak unos slatke vode
Glavni oceanski bazeni – ATLANTSKI OCEAN
drugi najveći (107 000 000 km2) prosječna dubina: 3310 m značajan unos slatke vode: Amazona, Kongo, Mississippi, Niger, Orinoco rubna mora: Meksički Zaljev, Karipsko more, Sredozemno more
Tihi ocean (Wikipedia)
Atlantski ocean (Wikipedia)
Postanak oceanskih bazena Glavni oceanski bazeni – INDIJSKI OCEAN
najmanji (74 000 000 km2) prosječna dubina: 3840 m) velik unos sedimenta (Ind, Ganges) rubna mora (Arapsko, Perzijski Zaljev, Crveno more)
Glavni oceanski bazeni – ARKTIK
centralni smještaj oko Sjevernog pola plitak i okružen kopnom pokriven ledom (?) značajan unos sedimenta…(?)…kojim mehanizmom(?)
Arktik (Wikipedia)
Indijski ocean (Wikipedia)
Postanak oceanskih bazena JUŽNI OCEAN
južno od 60. paralele najhladniji od svih maksimalna dubina: 7434 m zašto ga izdvajamo…(?) biološki najproduktivniji značajna pokrivenost ledom tijekom godine rubna mora (Weddellovo i Rossovo more)
Južni ocean (Wikipedia)
Morfologija oceanskih bazena Kontinentski rub 20% površine oceana
Dubokomorsko područje
80% površine oceana
Kontinentski rub i dubokomorsko područje (geologylearn.blogspot.com)
Kontinentski rub dio kontinentske kore materijal nataložen trošenjem kopna
3 cjeline:
šelf ili kontinentski prag/podina/plićak
kontinentska padina/slaz kontinentsko podnožje
poremećenost sedimenta ovisi o tome da li je rub aktivan ili pasivan…(?)
Eduard Suess (1831. – 1914.)
rubovi Pacifičkog tipa - AKTIVNI rubovi Atlantskog tipa - PASIVNI Kontinentski rub (Plummer i dr., 2016)
Kontinentski rub
Aktivni i pasivni kontinentski rubovi (www.bluehabitats.org)
Kontinentski rub
Položaj rubova oceana u odnosu na položaj granica tektonskih ploča
Kontinentski rub AKTIVNI KONTINENTSKI RUB –
Pacifički tip kontakt mora i kopna je na kontaktu ili
blizu kontakta dviju litosfernih ploča kontinentski rub se izdiže…(?) …radi subdukcije snažna vulkanska i seizmička aktivnost deformacija sedimenta
PASIVNI KONTINENTSKI RUB –Atlantski tip
kontakt mora i kopna nije na kontaktu ili blizu kontakta litosfernih ploča
kontinentski rub se sliježe…(?) …radi taloženja sedimenta tektonski stabilna područja
Aktivni i pasivnikontinentski rub
(Plummer i dr.,2016)
Kontinentski rub KONTINENTSKI ŠELF
8% površine oceana potopljeni dio kontinenta nagiba do 1,7‰ od obale do ruba šelfa - izobate od 200
m u prosjeku (100-400 m) mjesto najbržeg i najmasovnijeg
taloženja sedimenta u moru/oceanu zona visoke bioprodukcije ekonomski važna zona (?) širina šelfova do 1700 km na pasivnim
rubovima šelfna mora (?)
razlika šelfova aktivnih i pasivnih rubova (?)
Kontinentski šelf na kontinentskom rubu
Kontinentski rub KONTINENTSKI ŠELF
najveći dio starih kopnenih sedimenata taložen je na nekadašnjem šelfu –važnost razumijevanja i poznavanja recentnih procesa na šelfovima
prema tipu sedimenta (stara podjela): terigeni šelfovi – umjerene širine biogeni šelfovi – tropi miješani šelfovi – miješani sediment;
kompleksnost procesa šelfovi su recentna forma…(?) zadnja transgresija prije oko 6500 g. neravnotežni šelfovi – hidrodinamički
nisu u ravnoteži s današnjicom regionalne razlike – primjer Jadran
Kontinentski šelf na kontinentskom rubu
Kontinentski rub
šelf završava rubom šelfa/break shelf break/continental break –
morfološka stepenica s naglom promjenom dubine
nakon ruba šelfa počinje slaz/padina rub šelfa se nalazi na oko 200 m
dubine (realno oko 130 m; raspon 100-400 m)
nastanak ruba šelfa nije do kraja razjašnjen
djelomično vezan za promjenu razine mora i donos sedimenta
Rub šelfa na kontinentskom rubu
Kontinentski rub KONTINENTSKA PADINA
nagibi 1-4% često ispresijecana kanjonima –
direktan prijenos materijala u duboko more (nastavak rijeka)
KONTINENTSKO PODNOŽJE
prijelazno područje od padine prema dubokom moru
nagibi 0,5-1% akumuliran sediment česte podmorske lepeze – na izlazu iz
kanjona
Kontinentska padina i podnožje na kontinentskom rubu
Dubokomorsko područje
80% površine oceana abisalne ravnice zauzimaju > 50% dna
u dubokomorskom području oceanski hrptovi zauzimaju >40% dubokomorski jarci > 2% vulkanski nizovi vulkanska uzvišenja
Dubokomorsko područje (Plummer i dr.,2016)
Dubokomorsko područje ABISALNE RAVNICE
nagibi < 0,5‰ na dubinama 3000-6000 m postepeno zaravnjene taloženjem
sedimenta mehanizmi taloženja… (?)
Abisalne ravnice (oceansjsu.com)
Debljina sedimenta u oceanu (slideshare.com)
Dubokomorsko područje
OCEANSKI HRPTOVI
mjesta razmicanja ploča i nastanka nove oceanske kore…(?)…sastav
ukupna duljina ~60 000 km
dubina hrptova: 2-3 km neravni: u sredini je riftna pukotina
Opća morfologija oceanskog dna (maps.com)
Dubokomorsko područje
OCEANSKI HRPTOVI
vulkanska aktivnost hidrotermalna aktivnost hidrotermalni izvori…(?) zajednica organizama egzistira na
kemosintezi… otkrivene 19xx.? 1977. (Alvin)
Profil hidrotermalnog izvora u Crvenom moru (Bäcker, 1973)
Hidrotermalni izvori (Wikipedia)
Dubokomorsko područje
DUBOKOMORSKI JARCI
uz subdukcijske zone; posebice u Tihom oceanu
širine do 100 km, duljine x1000 km presjek oblika slova V strmi nagibi padina
najveća dubina u Marijanskoj brazdi… (?)
11034 m
Geografski položaj pružanja Marijanske brazde
Dubokomorsko područje
DUBOKOMORSKI JARCI
uz jarke je vezana seizmička aktivnost žarišta 80% potresa na Zemlji sve dubine potresa
od oko 800 aktivnih vulkana 75% se nalazi u Vatrenom prstenu uz jarke
Geografski položaj pružanja Marijanske brazde
Dubokomorsko područje
VULKANSKI OTOCI
većina otoka u oceanima je vulkanskog porijekla…(?)
…Jabuka…magmatske stijene
podmorska uzvišenja – guyots –nekadašnji vulkanski otoci, strmih nagiba strana, zaravnjenog vrha
dimenzija do 100 km Harry Hess dao ideju o nastanku
najviše ih je u Tihom oceanu (2000)
The Bear guyot u Atlantskom oceanu (Wikipedia)
Nastanak guyot-a s desna na lijevo (scotdir.com)
Dubokomorsko područje
OTOČNI NIZOVI
nizovi vulkanskih otoka „bušenje” kore koja prelazi preko vruće
točke primjer: Havaji otočni nizovi ukazuju na smjer kretanja
ploče starost nizova ukazuje na brzinu
kretanja ploče
Otočni niz – primjer Havaja (www.smithsonianmag.com)
Otočni niz Havaja(earthscience.stackexchange.com)
Novo…najnovije!!!
NOVA KARTA MORSKOG DNA OCEANA (listopad 2019)
https://www.geologyscience.info/previously-unseen-details-of-seafloor-exposed-in-new-map/
www.geologyscience.info
Literatura: Kennett, J.P. (1982): Marine Geology.
Prentice Hall, 813, str. Seibold, E., Berger, W.H. (2017): The
Sea Floor. An Introduction to Marine Geology – 4. izdanje. Berlin - New York: Springer-Verlag, 268 str.
Sverdrup, K., Duxbury, A.C.,Duxbury,A., (2004): An Introduction to the World's Oceans. Graw-Hill Education –Europe.