Pladetektonik, jordskælv og vulkaner

Af Christopher Holstein, Frederik Brandstrup og Christian Anker-Ladefoged - 2.i NAG

Pladetektonik

(Vores GIS-computere virkede ikke, så vi har fået vores GIS-bilag fra Jan.)

Jorden er opdelt i flere lag, der er nogle, der er flydende og andre som er faste, og man studerer dem alle nøje. Men det lag der har mest direkte indflydelse på jordens liv, er det yderste lag.

Pladetektonik er en teori der beskriver hvordan jordens yderst lag (lithiosfæren) er en fast skorpe, som er opdelt i flere plader. Disse plader flytter sig konstant, og derfor presser de sig enten mod hinanden, væk fra hinanden eller langs hinanden. De rykker sig ikke meget, men nok til at det sommetider resulterer i nogle voldsomme rystelser i pladerne, det er det vi kalder jordskælv.[1] Kortet her viser de forskellige pladegrænser, og de grønne prikke indikerer områder, hvor hyppigheden af jordskælv er stor.

Grunden til at disse lithosfæriske plader rykker sig, er ikke fuldstændig på plads blandt geologer, men den årsag de fleste geologer vurderer til at passe er, at der i astenosfæren er nogle konvektionsstrømme der cirkulerer rundt. Lithosfærepladerne driver rundt på disse strømme, og bliver trukket ned eller skubbet op, alt efter hvilken retning strømmene bevæger sig i. Princippet i disse konvektionsstrømme er lidt af det samme som princippet ved konvektionsceller. Ved konvektionsstrømme bliver materialer i astenosfæren varmet kraftigt op og de udvider sig, de begynder derfor at stige opad mod den relativt koldere skorpe. Når materialerne er oppe ved skorpen vil de blive afkølet og dermed blive tungere, de synker derfor nedad, for senere at blive varmet op igen, præcis som ved en vejr-konvektionscelle. Disse strømme går dog ikke alle samme vej rundt og får pladerne til at bevæge sig i forskellige retninger. Disse varmestrømme starter i jordens ydre kerne og bevæger sig derefter udad. Det skal forstås som, at strømmen i den ydre kerne påvirker, at der opstår strømme i den nedre kappe, og disse strømme bevirker at der til sidst opstår konvektionsstrømme i astenosfæren. Dette er illustreret på billedet nedenfor.[2]

Hele teorien bag pladernes bevægelser, stammer fra tyskerens Alfred Wegeners kontinentaldriftsteori, der var præsenteret i 1915. Wegener så hvorledes kontinenterne passede sammen som et puslespil, især Afrikas vestlige kystlinje og Sydamerikas østlige kystlinje passede næsten perfekt sammen. Han mente derfor, at alle kontinenterne engang havde siddet sammen i et, som han kaldte Pangea. Wegeners belæg for sin teori var ikke blot at kontinenterne passede sammen, men også det at man havde fundet fossiler af landdyret Cynognatus i både Afrika og Sydamerika. Cynognatus var et landdyr og ville derfor ikke have kunnet svømme den lange distance mellem kontinenterne, og de områder man fandt fossilerne i, har i dag meget meget forskelligt klima, og det er derfor ikke så sandsynligt at dyret ville kunnet have levet begge steder i dag. Wegener så også mange andre fossiler som blev fundet på vidt forskellige kontinenter, som ledte i retning af Pangea, og han fandt mærker fra gletsjere på Sydamerika, Afrika, Indien og Australien. Man kunne på disse mærker se den retning gletsjerne/en havde bevæget sig, dette passede godt sammen, så det meget sandsynligt havde været en stor gletsjer der havde bevæget sig, og som at alle kontinenterne derfor havde siddet sammen.[3]

Men Wegener kunne ikke forklare hvordan pladerne skulle have rykket sig, og derfor anså man ikke hans teorier for værende realisktiske. Wegeners teori blev reelt først blev anerkendt efter 2. Verdenskrig. Man opdagede, at der var en bjergkæde midt igennem Atlanterhavet, den Midtatlantiske ryg, hvilket gjorde det klart, at der måtte være noget der pressede bjergene op. Man havde tidligere regnet med at havbunden ville være slebet flad efter millioner års erosion, men da den ikke var det, tog man Wegeners teori op igen.[4]

Man taler om to forskellige typer plader: oceanbundsplader og kontinentalplader. Forskellen på de to typer er, at man finder oceanbundsplader under oceanerne og kontinentalpladerne er dem der er under kontinenterne. Den største forskel på de to typer er tykkelsen, oceanbundspladerne er langt tyndere end kontinentalpladerne, pladerne variere i tykkelse fra 5-70 km.[5] Hvor de lithosfæriske plader mødes, ligegyldigt om det er oceanbunds- eller kontinentalplader, er der pladegrænser, som er af tre forskellige typer: konstruktiv, destruktiv og bevarende.

Konstruktive pladegrænser: Er når to plader bevæger sig væk fra hinanden, dette skaber en ny skorpe og en sprække mellem pladerne. I denne sprække kommer der magma op, og dette danner en højderyg langs sprækken, som vi f.eks. ser ved den Midtatlantiske højderyg.[6]

Destruktive pladegrænser: Man finder disse pladegrænser, hvor to plader skubbes mod hinanden, og der findes 3 forskellige slags destruktive pladegrænser. Hvis to kontinentalplader støder sammen vil ingen af dem presses ned mod astenosfæren, men de vil folde sig sammen og danne indviklede bjergstrukturer, sedimentære bjergarter og metaforme bjergarter. Hvis en kontinentalplade støder sammen med en oceanbundsplade, vil den oceanbundspladen gå ned under kontinentalpladen, da den har en højere densitet, og dermed skubbe kontinentalpladen op. Oceanbundspladen vil skubbes helt ned i astenosfæren til en dybde på 700 km, hvor pladen så vil være nedbrudt. Kontinentalpladen vil skubbet højt op, men det er kun et smalt stykke der presse op, derudover vil der opstå nogle store dybdegrave, hvor oceanpladen går ned, vi vil se en meget stor højdeforskel som f.eks. ved Sydamerikas vestkyst. Hvis to oceanbundsplader støder sammen, her vil den tungeste af pladerne gå ned på samme måde som før. Den anden plade vil presses op og danne vulkanske øgrupper som f.eks. Japan.[7]

Bevarende pladegrænser: Dette er når to plader bevæger sig langs hinanden, der er her en stor gnidningsmodstand, og pladerne kan ofte lave meget kraftige jordskælv. Vi ser f.eks. dette ved San Andreas forkastningen i Californien(se til venstre).[7]

Wilsons cyklus (illustreret til højre) er en teori udformet af Tuzo Wilson, den beskriver kontinenternes bevægelse gennem tid, fra subkontinent til superkontinent. Han deler denne bevægelse op i tre faser: åbningsfase, stagnationsfase og lukningsfase. I åbningsfasen sker der en ophobning af varme under kontinent, og der opstår en konstruktiv pladegrænse. I takt med at pladerne trækker sig fra hinanden opstår der et ocean mellem kontinenterne. I stagnationsfasen bliver oceanet og oceanbundspladen ikke større, fordi oceanbundspladen støder sammen med begge kontinentalplader, så her er både konstruktiv og destruktiv pladegrænse. I lukningsfasen er der kun en destruktiv pladegrænse, hvor den ene kontinentalplade vil skubbe oceanbundspladen mod og nedenunder den anden kontinentalpladen. Til sidst vil de to kontinentalplader mødes og kontinenterne samles igen til et superkontinent, samtidig med at oceanbundspladen destrueres i astenosfæren.

[1]http://www.denstoredanske.dk/It,_teknik_og_naturvidenskab/Geologi_og_kartografi/Tektonik/pladetektonik

[2] Mangelsen, Jimmy, m.fl., Naturgeografi – vores verden

[3] http://ansatte.uit.no/kare.kullerud/webgeology/webgeology_files/english/plate_tect_v2.html

[4] http://www.ucmp.berkeley.edu/history/wegener.html

[5] Mangelsen, Jimmy, m.fl., Naturgeografi – vores verden

[6] http://ansatte.uit.no/kare.kullerud/webgeology/webgeology_files/english/plate_tect_v2.html

[7] http://ansatte.uit.no/kare.kullerud/webgeology/webgeology_files/english/plate_tect_v2.html

Vulkansk aktivitet

Vulkaner kan blive dannet ved, at to lithosfæreplader glider mod hinanden, den ene bliver presset ned ad, og derefter kommer der komme magma op, som bliver afkølet og størkner. De fleste vulkaner ligger på pladegrænser, da det er her, der er mest direkte adgang til jordens indre, og her der er mest bevægelse i pladerne. En anden måde vulkanerne kan blive dannet ved er ved et hotspot. Her ligger et magmakammer nede i astenosfæren lige under lithosfærepladen, hvor magmaen kan komme op igennem. Når disse plader rykker sig, flytter vulkanen med, og bliver derved inaktiv da den ikke ligger over et magma kammer mere. Vulkaner kan også beskrives som værende udluftningshuller, eller ventiler fra jordens indre, gennem disse kan jorden komme af med noget af dens indre varme.

man kan på dette billede se hvor der ligger vulkaner(trekanter). Det er tydeligt at se de ligger lige på og omkring pladegrænserne, både vulkaner på land men også undersøiske vulkaner. Det danner også et klart billede over, at mange aktive vulkaner ligger er i det subtropiske og tropiske område.

Når selve udbruddet sker er trykket på magma blandingen ekstremt højt, og det kan blive slynget op med over 2.000 km/t. Når det kommer op til overfladen størkner det, og bliver til brændende sten også kaldet pyroklaster med en temperatur på over 200 grader. Magmaen kan også flyde ud over siderne på vulkanen med op til 200km/t og en temperatur på op til 600 grader.

Der er gennem tiden rigtigt mange folk der er døde af ødelæggelserne fra vulkanudbrud, og ved de efterfølgende tilstande som fattigdom og hungersnød.

Grunden bag, at folk har svært ved at forsvare sig mod vulkaner, er at man aldrig ved hvornår en vulkan vil gå i udbrud. De kan være inaktive i årtusinder, og pludselige blusse op igen med samme kræft som en ny vulkan.

Der er omkring 2500 vulkaner på jorden, og nogle af disse vulkaner har været aktive i de sidste 10.000 år. Hvert år er der omkring 50 vulkaner der går i udbrud på verdensplan.

En af grunden til at der gennem tiden har boet rigtigt mange mennesker op ad vulkanerne, er at jorden der ligger på den og lige omkring den er meget frodig, især i de tropiske og subtropiske områder. Materialet der kommer fra en vulkan, er nemlig særdeles godt til at holde på vand, og har mange nærringsstoffer i sig.

Der findes fem vulkantyper, der bliver bestemt af tre faktorer, hvordan den bliver dannet, hvad den blive dannet af, og hvordan den kommer til at se ud.

Skjoldvulkaner:

Man kan kende en skjoldvulkan på dens flade form, grunden til dette er, at den bliver dannet af en tynd lava. Når lava er tyndt, kan den bevæge sig over større distancer, og danner ikke skråninger. Denne lava type har et lavt indhold af vand, og da vand øger risikoen for en kraftig eksplosion, er chancen for en eksplosion ikke stor.

Stratovulkaner:

Kendetegnet på denne vulkantype, er de stejle sider der danner en kegle form. Den er dannet af en tyk lava, der gør, at den flyver højere op i luften og danner disse stejle sider. Lavaen er tyk da den indeholder mere vand, hvilket også gør, at der kan komme andet end lava med op, da eksplosionen kan blive kraftig. Det er sjældent, at sådan en vulkan går i udbrud, da den ulmer lang tid. Dette udbrud kan blive meget farligt, da det kommer til at bestå af tyk kraftig lava.

Eksplosionsvulkaner:

Den ligner meget en stratovulkan, men forskellen er dog at en eksplosionsvulkan har mere gas i sig. Dette gør at den har endnu mere tryk når den eksploderer, hvor materiale og lava bliver slyngede ud med et enormt kraft. Denne type vulkan kan sprænge sig selv i luften, og danne et caldera, som er et hul der hvor vulkanen var.

Spaltevulkaner:

Kendetegnet ved en spaltevulkan er, at dens spalter og lava kommer ud igennem sprækker i jordoverfladen. Hvorimod materialet i en almindelig vulkan kommer op fra magmakammeret, i en stor kanal til toppen. Den kan derved danne flere kegle af aske, og danne det man kalder en kraterrække som man typisk ser i nærheden af konstruktive pladegrænser.

Supervulkaner:

Til sidst er der det, man kalder for en supervulkan. Dette er en vulkan der slynger ekstreme mængder materiale ud, så meget, at det kan true befolkningen på jorden. Dels fordi den vil kunne dække størstedelen af jorden med aske. Men også fordi den vil kunne ødelægge atmosfæren. En supervulkan opbygges over mere end 50.000 år. Den indeholder store mængder tykt flydende magma som ligger i kamre 5-10 km under jordens overflade. Der opstår derefter en masse gasser der gør at den får et ekstremt tryk. [1].[2]

[1] Siden 202-209 og side 132 - Naturgeografi - vores verden

[2]http://www.denstoredanske.dk/It,_teknik_og_naturvidenskab/Geologi_og_kartografi/Vulkaner_og_gejsere/vulkaner