Kontinensvándorlás - Continental drift

A kontinentális sodródás az a hipotézis, miszerint a Föld kontinensei a geológiai idők során egymáshoz képest elmozdultak, így úgy tűnt, hogy "sodródtak" az óceánfenéken. A találgatásokat, amelyek szerint a kontinensek „sodródhattak”, először Abraham Ortelius vetette fel 1596 -ban. A koncepciót Alfred Wegener 1912 -ben önállóan és teljesebben dolgozta ki , de hipotézisét sokan elutasították mindenféle motivációs mechanizmus hiányában. Arthur Holmes később a palást konvekcióját javasolta ehhez a mechanizmushoz. A kontinentális sodródás gondolata azóta bekerült a lemeztektonika tudományába , amely a kontinensek mozgását tanulmányozza, amikor a Föld litoszféra lemezein haladnak .

Történelem

Korai történelem

Abraham Ortelius ( Ortelius 1596 ), Theodor Christoph Lilienthal (1756), Alexander von Humboldt (1801 és 1845), Antonio Snider-Pellegrini ( Snider-Pellegrini 1858 ) és mások korábban megjegyezték, hogy a kontinensek alakjai az Atlanti-óceán másik oldalán Úgy tűnik, hogy az óceán (különösen Afrika és Dél -Amerika) összeillik. WJ Kious így írta le Ortelius gondolatait:

Abraham Ortelius Thesaurus Geographicus című művében ... azt javasolta, hogy Amerikát "földrengések és árvizek szakítsák el Európától és Afrikától", majd folytatta: "A szakadás nyomai felfedik magukat, ha valaki térképet mutat be a világról, és alaposan megvizsgálja a három [kontinens] partvidékét. "

1889 -ben Alfred Russel Wallace megjegyezte: "Korábban még a geológusok körében is nagyon általános vélekedés volt, hogy a föld felszínének nagyszerűségei, nem kisebbek, mint a kisebbek, folyamatosan mutálódnak, és hogy az ismert folyamatok során geológiai időben a kontinensek és a nagy óceánok újra és újra helyet cseréltek egymással. " Charles Lyellt idézi : "A kontinensek tehát, bár egész geológiai korszakok számára állandóak, az idők folyamán teljesen megváltoztatják álláspontjukat." és azt állítja, hogy James Dwight Dana 1849 -ben az első, aki ezzel kapcsolatban kételkedett .

Antonio Snider-Pellegrini illusztrációja a zárt és nyitott Atlanti-óceánról (1858)

Az ő Manual of Geology (1863), Dana írta: „A kontinensek és óceánok volt az általános vázlat vagy meghatározott formában legkorábbi időpontban. Ezt bizonyítja tekintetében Észak-Amerikában a pozícióját és eloszlását az első ágy az alsó szilur ,-a potsdami korszak . A tények azt mutatják, hogy Észak-Amerika felszíne árapályszint közelében volt, részben fölötte, részben alatta (196. o.); És ez valószínűleg az ősidőkben is bebizonyosodik És ha a kontinensek körvonalait kijelöltük, ebből következik, hogy az óceánok körvonalai sem voltak kevésbé. " Dana óriási befolyást gyakorolt ​​Amerikában - ásványtani kézikönyve még mindig nyomtatásban van felülvizsgált formában -, és az elmélet a Permanencia elmélet néven vált ismertté .

Ezt látszólag megerősítette az 1872–1876 -as Challenger -expedíció által végzett mélytengeri medrék feltárása , amely azt mutatta, hogy a várakozásokkal ellentétben a folyók által az óceánba sodort szárazföldi törmelék viszonylag közel helyezkedik el a parthoz. kontinentális talapzat néven ismert . Ez azt sugallta, hogy az óceánok a Föld felszínének állandó jellegzetességei voltak, nem pedig "cseréltek helyet" a kontinensekkel.

Eduard Suess 1885-ben szuperkontinens Gondwanát , 1893-ban pedig a Tethys-óceánt javasolta , feltételezve, hogy szárazföldi hidat képez a jelenlegi kontinensek között, amely geoszinklin formájában merül el , John Perry pedig 1895-ben írt egy tanulmányt, amelyben azt javasolta, hogy a Föld belseje folyékony legyen, és nem ért egyet Lord Kelvinnel a föld koráról.

Wegener és elődei

Alfred Wegener

A fent említett korábbi találgatásokon kívül számos tudós feltételezte Alfred Wegener 1912 -es tanulmánya előtt azt az elképzelést, hogy az amerikai kontinensek valamikor egyetlen szárazföldet alkottak Eurázsiával és Afrikával . Bár Wegener elmélete önállóan alakult ki, és teljesebb volt, mint elődei, később Wegener számos korábbi szerzőt tulajdonított hasonló elképzeléseknek: Franklin Coxworthy (1848 és 1890 között), Roberto Mantovani (1889 és 1909 között), William Henry Pickering ( 1907) és Frank Bursley Taylor (1908).

A déli kontinens geológiai képződményeinek hasonlósága vezette Roberto Mantovanit 1889 -ben és 1909 -ben arra a feltevésre, hogy az összes kontinenst egykor szuperkontinenssé egyesítették ; Wegener megjegyezte Mantovani és saját térképeinek hasonlóságát a déli kontinensek korábbi helyzeteivel kapcsolatban. Mantovani sejtése szerint ez a kontinens a hőtágulás okozta vulkáni tevékenység miatt tört meg , és az új kontinensek eltávolodtak egymástól a szakadási zónák további kiterjedése miatt, ahol most az óceánok találhatók. Ez arra késztette Mantovanit, hogy javaslatot tegyen egy most hiteltelenné táguló Föld elméletére .

Kontinensvándorlásra nélkül bővülés által javasolt Frank Bursley Taylor , aki azt javasolta, 1908 (megjelent 1910-ben), hogy a kontinensek beköltözött a jelenlegi helyzetben a folyamat „kontinentális csúszás”, később olyan mechanizmust javasolva a megnövekedett árapály erők a kréta húzás a kéreg az Egyenlítő felé. Ő volt az első, aki rájött, hogy a kontinentális mozgás egyik hatása a hegyek kialakulása lesz, a Himalája kialakulását az indiai szubkontinens és Ázsia közötti ütközésnek tulajdonítva . Wegener azt mondta, hogy ezek közül az elméletek közül Tayloré volt a legtöbb hasonlóság a sajátjával. A 20. század közepén egy ideig a kontinentális sodródás elméletét "Taylor-Wegener hipotézisnek" nevezték.

Alfred Wegener először 1912. január 6 -án mutatta be hipotézisét a Német Földtani Társaságnak. Hipotézise az volt, hogy a kontinensek egykor egyetlen szárazföldet alkottak, Pangea néven , mielőtt szétestek és a jelenlegi helyükre sodródtak.

Wegener elsőként használta a "kontinentális sodródás" kifejezést (1912, 1915) (németül "die Verschiebung der Kontinente" - angol nyelvre lefordítva 1922 -ben), és hivatalosan közzétette azt a hipotézist, hogy a kontinensek valahogy "eltávolodtak" egymástól. Bár sok bizonyítékot mutatott be a kontinentális sodródásra, nem tudott meggyőző magyarázatot adni a fizikai folyamatokra, amelyek ezt a sodrást okozhatták. Azt javasolta, hogy a kontinenseket a Föld forgásának centrifugális pszeudoforce ( Polflucht ) vagy a csillagászati precesszió egy kis összetevője húzta szét , de a számítások azt mutatták, hogy az erő nem elegendő. A Polflucht -hipotézist Paul Sophus Epstein is tanulmányozta 1920 -ban, és valószínűtlennek találta.

Wegener elméletének elutasítása, 1910– 1950

Bár most elfogadták, a kontinentális sodródás elméletét sok éven át elutasították, és a bizonyítékokat a javára elégtelennek tartották. Az egyik probléma az volt, hogy hiányzott egy hihető hajtóerő. A második probléma az volt, hogy Wegener becslése a kontinentális mozgás sebességéről, 250 cm/év, hihetetlenül magas volt. (Az Amerika Európától és Afrikától való elválasztásának jelenleg elfogadott aránya körülbelül 2,5 cm/év). Továbbá Wegenerrel kevésbé bántak komolyan, mert nem volt geológus. Még ma is rosszul értik a lemezeket mozgató erők részleteit.

Arthur Holmes brit geológus a kontinentális sodródás elméletét támogatta abban az időben, amikor ez mélyen divattalan volt. 1931 -ben azt javasolta, hogy a Föld köpenye tartalmazjon konvekciós cellákat, amelyek elvezetik a radioaktív bomlás által termelt hőt, és mozgatják a kéreget a felszínen. Ő alapelvei Fizikai Geológia , befejezve egy fejezet a kontinentális sodródás, tette közzé 1944-ben.

A korabeli geológiai térképeken hatalmas szárazföldi hidak láthatók, amelyek az Atlanti -óceánon és az Indiai -óceánon átíveltek, hogy figyelembe vegyék az állat- és növényvilág hasonlóságát, valamint az ázsiai kontinens permi időszaki felosztását, de nem vették figyelembe az eljegesedést Indiában, Ausztráliában és Dél -Afrikában.

A rögzítők

Hans Stille és Leopold Kober ellenezték a kontinentális sodródás elképzelését, és egy "fixista" geoszinklin modellen dolgoztak, ahol a Föld összehúzódása kulcsfontosságú szerepet játszik az orogének képződésében . További geológusok, akik ellenezték a kontinentális sodródást, Bailey Willis , Charles Schuchert , Rollin Chamberlin és Walther Bucher. 1939 -ben nemzetközi geológiai konferenciát tartottak Frankfurtban . Ezt a konferenciát a fixisták uralták, különösen mivel a tektonikára szakosodott geológusok Willem van der Gracht kivételével mind fixerek voltak. A kontinentális sodródás és a mobilizmus kritikája bőséges volt a konferencián nemcsak a tektonikusok, hanem az üledék- (Nölke), paleontológiai (Nölke), mechanikai (Lehmann) és óceanográfiai ( Troll , Wüst ) szempontok alapján is. Hans Cloos , a konferencia szervezője szintén fixőr volt, aki Trollal együtt azon a nézeten volt, hogy a Csendes -óceán kontinensei kivételével nem különböznek gyökeresen az óceánoktól viselkedésükben. Kurt Leuchs bírálta Émile Argand alpesi orogeniára vonatkozó mobilista elméletét . A konferencián néhány drifter és mobilista a biogeográfiára (Kirsch, Wittmann), a paleoklimatológiára ( Wegener, K ), a paleontológiára (Gerth) és a geodéziai mérésekre (Wegener, K) hivatkozott. F. Bernauer helyesen egyenlítette ki a délnyugat- izlandi Reykjanes - t a Közép-Atlanti-hátsággal , azzal érvelve, hogy az Atlanti-óceán feneke éppen olyan kiterjesztésen megy keresztül , mint Reykjanes. Bernauer úgy gondolta, hogy ez a kiterjesztés csak 100–200 km -re sodródott el a kontinensektől, ez az izlandi vulkáni zóna hozzávetőleges szélessége .

David Attenborough , aki az 1940 -es évek második felében járt egyetemre, elmesélt egy esetet, amely illusztrálja annak elfogadhatatlanságát: "Egyszer megkérdeztem egyik oktatómat, miért nem beszél velünk a kontinentális sodródásról, és gúnyosan megmondták, hogy ha be tudnám bizonyítani, hogy létezik olyan erő, amely megmozgathatja a kontinenseket, akkor talán elgondolkodik rajta. Az ötlet holdfényes volt, tájékoztattam. "

Még 1953 -ban - mindössze öt évvel azelőtt, hogy Carey bevezette a lemeztektonika elméletét - a kontinentális sodródás elméletét Scheidegger fizikus a következő okokból elutasította.

  • Először is kimutatták, hogy a forgó geoidon lebegő tömegek összegyűlnek az egyenlítőnél, és ott is maradnak. Ez megmagyarázna egy, de csak egyetlen hegyépítési epizódot bármely kontinenspár között; nem vette figyelembe a korábbi orogenikus epizódokat.
  • Másodszor, a folyékony szubsztrátumban szabadon úszó tömegeknek, mint az óceán jéghegyeinek, izosztatikus egyensúlyban kell lenniük (amelyben a gravitációs és felhajtóerő egyensúlyban vannak). A gravitációs mérések azonban azt mutatták, hogy sok terület nincs izosztatikus egyensúlyban.
  • Harmadszor, felmerült az a probléma, hogy a Föld felszínének egyes részei (kéreg) miért kellett megszilárdulniuk, míg más részek még folyékonyak voltak. Ennek megmagyarázására tett különféle kísérletek más nehézségeken alapultak.

Út az elfogadáshoz

Az 1930-as és az 1950-es évek működik beeső-Meinesz , Holmes, Umbgrove , és számos más vázolt elképzelések, amelyek közel álltak vagy majdnem azonos a modern lemeztektonika elmélete. Különösen Arthur Holmes angol geológus javasolta 1920 -ban, hogy a lemezek csomópontjai a tenger alatt feküdjenek , és 1928 -ban a köpenyen belüli konvekciós áramok lehetnek a hajtóerő. Holmes nézetei különösen nagy hatást gyakoroltak: bestseller -tankönyvében, a Fizikai Geológia elvei című fejezetben a kontinentális sodródásról szóló fejezetet tartalmazott, amelyben azt javasolta, hogy a Föld köpenye olyan konvekciós cellákat tartalmazzon, amelyek elvezetik a radioaktív hőt és mozgatják a kéreget a felszínen. Holmes javaslata megoldotta a fázis egyensúlytalanságának kifogását (az alatta lévő folyadékot megakadályozták, hogy a magból radioaktív melegítéssel megszilárduljon). A '30 -as és '40 -es években azonban a tudományos kommunikációt gátolta a háború , és az elméletnek még munkára volt szüksége, hogy elkerülje az orogénia és az izosztázia ellenvetéseinek elmerülését . Ami még rosszabb, az elmélet legéletképesebb formái azt jósolták, hogy léteznek olyan konvekciós sejthatárok, amelyek mélyen a földbe nyúlnak, és amelyeket még meg kell figyelni.

Fosszilis minták a kontinenseken ( Gondwanaland )

1947 -ben a Maurice Ewing vezette tudóscsoport megerősítette az Atlanti -óceán középső részének emelkedését, és megállapította, hogy az üledékek alatti tengerfenék feneke kémiailag és fizikailag is eltér a kontinentális kéregtől. Ahogy az óceánkutatók tovább mérték az óceán medencéinek mélységét, észlelték az óceán közepén fekvő gerincrendszert. Fontos következtetés volt, hogy e rendszer mentén új óceánfenék jött létre, ami a " Nagy globális szakadás " koncepciójához vezetett .

Eközben a tudósok elkezdték felismerni a furcsa mágneses eltéréseket az óceánfenéken a II. Világháború alatt kifejlesztett eszközök segítségével a tengeralattjárók felderítésére. A következő évtizedben egyre világosabbá vált, hogy a mágnesezési mintázatok nem anomáliák, ahogy azt eredetileg feltételezték. Heezen, Dietz, Hess, Mason, Vine, Matthews és Morley 1959–1963 között számos tanulmányban felismerték, hogy az óceánfenék mágnesezettsége kiterjedt, zebrához hasonló mintákat képez: egy csík normál polaritást mutat és a szomszédos a csíkok megfordították a polaritást. A legjobb magyarázat a "szállítószalag" vagy Vine – Matthews – Morley hipotézis volt . A Föld mélyéről érkező új magma könnyen felemelkedik ezeken a gyenge zónákon, és végül kitör a gerincek gerincén, hogy új óceáni kéreget hozzon létre. Az új kéreget a Föld mágneses tere mágnesezi, amely időnként megfordul . Az új kéreg kialakulása ezután kiszorítja a mágnesezett kéreget, hasonlóan a szállítószalaghoz - innen a név.

A csíkok magyarázatára használható alternatívák nélkül a geofizikusok kénytelenek voltak azt a következtetést levonni, hogy Holmesnak igaza volt: az óceáni hasadékok az örökös légzés helyszínei a konvekciós sejtek határán. 1967-re, alig két évtizeddel a közép-óceáni szakadékok felfedezése után, és egy évtizeddel a csíkozás felfedezése után, a lemeztektonika axiomatikussá vált a modern geofizika számára.

Ezenkívül Marie Tharp , Bruce Heezennel együttműködve , aki kezdetben nevetségessé tette Tharp azon megfigyeléseit, miszerint térképei megerősítik a kontinentális sodródás elméletét, alapvető megerősítést nyújtott, az ő elméletének megerősítéséhez, a térképészeti és szeizmográfiai adatok ismereteinek felhasználásával.

Modern bizonyítékok

Jack Oliver geofizikus nevéhez fűződik, hogy szeizmológiai bizonyítékokkal szolgál, amelyek alátámasztják a lemeztektonikát, amely felölelte és felváltotta a kontinentális sodródást, az 1968 -ban megjelent "Szeizmológia és az új globális tektonika" című cikkel, szeizmológiai állomásokról gyűjtött adatok felhasználásával, beleértve azokat is, amelyeket a Csendes -óceán déli részén állított fel. . A lemeztektonika modern elmélete , Wegener finomításával, elmagyarázza, hogy kétféle kéreg létezik, különböző összetételű: a kontinentális kéreg és az óceáni kéreg , mindkettő egy sokkal mélyebb " műanyag " köpeny felett lebeg . A kontinentális kéreg eredendően világosabb. Óceáni kéreg keletkezik a szóródási központokban , és ez a szubdukcióval együtt kaotikus módon hajtja a lemezek rendszerét, ami folyamatos orogeniát és izosztatikus egyensúlyhiányos területeket eredményez.

A kontinensek tektonikus lemezeken történő mozgására vonatkozó bizonyítékok ma már kiterjedtek. Hasonló növényi és állati kövületek találhatók a különböző kontinensek partjainál, ami arra utal, hogy valaha is csatlakoztak hozzájuk. Ilyen például a Brazíliában és Dél -Afrikában is megtalálható édesvízi hüllő, egy kisméretű krokodilhoz hasonló kövületei ; Egy másik felfedezése fosszíliák a föld hüllő lystrosaurus a sziklák az azonos korú helyeken az afrikai , indiai és az Antarktisz . Vannak élő bizonyítékok is, ugyanazokat az állatokat találják két kontinensen. Néhány gilisztacsalád (például Ocnerodrilidae, Acanthodrilidae, Octochaetidae) Dél -Amerikában és Afrikában található.

Mesosaurus csontváz, MacGregor, 1908

Dél -Amerika és Afrika szemközti oldalainak egymást kiegészítő elrendezése nyilvánvaló, de átmeneti véletlen. A több millió évvel, födém pull , Ridge-push , és más erői Tectonophysics tovább szét, és forgassa a két kontinensen. Ez az ideiglenes tulajdonság inspirálta Wegenert arra, hogy tanulmányozza, mit határozott meg kontinentális sodródásként, noha nem élte meg, hogy hipotézise általánosan elfogadott legyen.

A Permo-Carboniferous gleccsens üledékek széles körű elterjedése Dél-Amerikában, Afrikában, Madagaszkáron, Arábiában, Indiában, az Antarktiszon és Ausztráliában a kontinentális sodródás elméletének egyik fő bizonyítéka volt. A gleccserek folytonossága, amelyet az orientált gleccserszakaszokból és a tillitáknak nevezett lerakódásokból következtettek , a Gondwana szuperkontinens létezésére utalt , amely a kontinentális sodródás fogalmának központi elemévé vált. A striációk jelzik a gleccser áramlását az Egyenlítőtől a pólusok felé, a kontinensek jelenlegi helyzete és irányultsága alapján, és alátámasztják azt az elképzelést, hogy a déli kontinensek korábban drámaian eltérő, egymással szomszédos helyeken voltak.

Lásd még

Hivatkozások

Források

Külső linkek