Tuhé teleso Zeme, hoci nám zdanlivo neprístupné, skrýva v sebe dynamické procesy, ktoré formujú našu planétu. Jedným z najfascinujúcejších je vznik oceánskej kôry, neustále prebiehajúci proces, ktorý ovplyvňuje rozloženie kontinentov, vznik pohorí a dokonca aj sopečnú a zemetrasnú činnosť.
Oceány pôsobia stálo, priam večne. A pritom skaly, na ktorých ležia, sa obmieňajú rýchlejšie, ako čokoľvek iné v zemskej kôre. Kým vek gigantických, 70 km hrubých jadier kontinentov, tzv. kratónov, počítame na miliardy rokov, sedemkrát tenšia kôra oceánov je geologicky mladučká. Nikde na oceánskom dne nenájdete vrstvu hornín, ktorá by vznikla skôr ako vznikli dinosaury. Najstaršie horniny oceánskeho dna majú asi 200 miliónov rokov, no veľká väčšina aspoň o polovicu menej.
Oceánska kôra je svrchná časť litosféry, ktorá sa nachádza väčšinou pod hladinou oceánov či morí. Oceánska kôra zaberá 70 % zemského povrchu, čím sa stáva prevládajúcou zložkou Zeme. Oproti kontinentálnej kôre má menšiu mocnosť, ktorá sa v priemere pohybuje medzi 5-10 kilometrami. Je ale hustejšia, čo ju viac „boří“ do plastickej astenosféry. Staršia kôra sa pohybuje na subdukčné rozhranie, kde je pohřbená a pretavená.
Celá oceánska kôra vznikla a stále vzniká čiastočným tavením tmavých hornín (peridotitov) zo vrchného plášťa. Tvoria ju hlavne bazalty čiže čadiče a produkty ich premeny (metamorfózy). Naproti tomu vznik kontinentálnej kôry je oveľa zložitejší.
Proces vzniku oceánskej kôry
Oceánska kôra sa tvorí na miestach takzvaných stredooceánskych chrbtov. Geológovia im hovoria tiež rifty, prípadne MORB z anglického Mid Ocean Ridge Basalts. Litosféra, tvorená zemskou kôrou a časťou vrchného plášťa, je rozdelená na bloky, ktoré sa pohybujú po plastickej astenosfére. V miestach, kde sa litosférické platne od seba vzďaľujú, dochádza k nasledujúcim procesom:
- Výstup magmy: S poklesom tlaku dochádza k čiastočnému taveniu hornín vrchného plášťa (peridotitov), čím vzniká magma.
- Vulkanická činnosť: Magma, ľahšia ako okolité horniny, vystupuje k povrchu a vylieva sa na dne oceánu ako láva.
- Tvorba bazaltu: Láva tuhne a vytvára novú oceánsku kôru, tvorenú hlavne bazaltom (čadičom) a produktmi jeho premeny.
Oceánska kôra vzniká v riftoch stredoocenskych chrbátov výnosom magmy z vrchného plášťa. Magma na povrchu tuhne a je unášaná pohybom smerom preč od riftovej zóny chrbta. Postupne sa na ňu usadzujú sedimenty a nakoniec je pohltená v subdukčnej zóne hlbokomorských priekop.
Štruktúra a zloženie oceánskej kôry
Oceánska kôra je tvorená tromi základnými štruktúrami:
- Vrchná vrstva: Je tvorená sedimentami, ktoré môžu dosahovať hrúbku až 1 km. Stupeň litifikácie (spevnenia) narastá smerom nadol. Zloženie sedimentov sa mení v závislosti od vzdialenosti sedimentačného prostredia od pevniny. V blízkosti pobrežia prevládajú úlomky kontinentálnej kôry transportované z kontinentálneho šelfu, v oceánskych panvách sú to zvyšky schránok morských živočíchov, či už vápnité alebo kremičité.
- Stredná vrstva: Stredná, 1,5 až 2 km hrubá vrstva je tvorená vo vrchnej časti prevažne jemnozrnnými až sklovitými poduškovými bazaltami, pochádzajúcimi z erupcií z riftových zón.
- Spodná vrstva: Takzvaná hlavná vrstva je približne 5 km hrubá vrstva intruzívnych ultramafík (väčšinou v určitom štádiu metamorfózy) ako sú gabrá a peridotity a hornblendity. V oblasti riftových zón táto vrstva plynule prechádza do vrchného plášťa.
Oceánska kôra je zložená prevažne z tholeiitických bazaltov. Jej horninové zloženie sa dá popísť ako 16 % SiO2, 16 % Al2O3, 11 % Fe2O3 a FeO, 11 % CaO a 9 % MgO. Chemické zloženie bazaltov eruptovaných je charakteristické nižším obsahom draslíka a titánu. Označujú sa ako MORB (Middle-ocean ridge basalts - bazalty stredooceánskych chrbtov). Pre stredooceánske bazalty je charakteristický aj vyšší obsah nekompaktabilných a rádioaktívnych prvkov ako niób, tantal, olovo, tórium, urán, lantanoidy a prvky vzácnych zemín.
Průzkumom pomocou vrtů, speciálních drapáků tažených za loděmi, sa zistilo, že oceánska kôra je tvorená v prvej fáze vrstvou sedimentov, ktoré môžu dosahovať až kilometrových mocností. Druhým stupňom je sklovitá polštářová láva, ktorá vzniká prudkým ochladením vytékajúcej lávy vodou a hrubších sedimentov a poslední stupeň je tvorený gabrami a vrstvou bazaltických žil.
Zánik oceánskej kôry: Subdukčné zóny
Oceánska kôra, na rozdiel od kontinentálnej, nie je trvalá. V miestach, kde sa litosférické dosky stretávajú, dochádza k subdukcii - podsúvaniu jednej dosky pod druhú. Oceánska kôra, ako ťažšia, sa zvyčajne podsúva pod ľahšiu kontinentálnu kôru alebo inú oceánsku kôru.
Miesta približovania sa sú v oceánskych priekopách. Takto vznikli ostrovné oblúky alebo sopečné pohoria. V miestach približovania a podsúvania litosferických platní zaniká oceánska zemská kôra. Roztavené masy ale vystupujú na iných miestach na povrch a tvoria ostrovné oblúky alebo sopečné pohoria: Japonské ostrovy, Jáva, Sumatra. Bývajú tu časté zemetrasenia. Oceánske priekopy: Mariánska priekopa: najhlbšie miesto na Zemi (11034m).
Keďže objem Zeme sa nemení, objem zaniknutej kôry sa rovná objemu vzniknutej kôry.
Dynamika a pohyb litosférických dosiek
Hlavnou príčinou pohybu litosférických platní je prúdenie roztavených hmôt v zemskom plášti spôsobené vnútornou tepelnou energiou Zeme. V miestach vzďaľovania litosférických platní sa kontinent rozpadáva a vzniká nový oceán. Výstupom žeravých hmôt zemská kôra praská a tvoria sa trhliny. Poklesom zemskej kôry vzniká prepadlina - rift, vyplnený jazerami a činnými sopkami.
Dôsledky pohybu dosiek
- Vznik oceánov a pohorí: Vzdialovanie dosiek vedie k vzniku oceánov, zatiaľ čo ich zrážka spôsobuje vrásnenie a vznik pohorí (napr. Himaláje).
- Spečná a zemetrasná činnosť: Oblasti stretávania a vzďaľovania dosiek sú charakteristické zvýšenou sopečnou a zemetrasnou aktivitou.
- Rozloženie kontinentov: Pohyb dosiek neustále mení rozloženie kontinentov na Zemi.
Podľa nového výskumu publikovaného v Geophysical Research Letters sa tento proces za posledných 19-miliónov rokov spomaľoval a geológovia chcú vedieť prečo. Rozchádzanie oceánskeho dna má totiž vplyv na celú radu globálnych faktorov, napríklad hladiny oceánov alebo uhlíkového cyklu.
Rýchlejšie rozchádzanie oceánskeho dna sa spája s častejšou sopečnou činnosťou, ktorá do atmosféry vypustí skleníkové plyny. Dnes sa oceánske dno rozchádza rýchlosťou približne 140 milimetrov za rok, no pred 15 miliónmi rokov bola rýchlosť až 200 milimetrov za rok.
Spomalenie je globálny priemer, pričom rýchlosť sa líši z prípadu na prípad. Presnejšie sa zamerali na východnú časť Tichého oceánu, kde možno pozorovať najrýchlejšie rozchádzanie oceánskeho dna.
V rámci štúdie vedci analyzovali 18 najväčších rozchádzajúcich sa regiónov. Každý región sa vyvíjal trochu inak. Niektoré regióny sa stali väčšími, niektoré sa scvrkli a niektoré sa začali rozchádzať rýchlejšie. Väčšina z nich sa ale spomalila.
Vinníkom môže byť trenie, ktoré vzniká keď sa stretnú dve tektonické platne. Podľa Dalton to ale nemôže byť jediné vysvetlenie. Zmeny, ktoré pozorovali sú globálne, no trenie tektonických platní je regionálny fenomén.