ALAN WOODS, TED GRANT
Překlad: M.Matejovský
Pochopenie, že Zem nie je statická ale dynamická entita, dalo geológii silný impulz, keďže ju položilo na naozaj vedeckú bázu. Veľký úspech teórie tektoniky platní spočíva v tom, že dialekticky spája všetky prírodné javy a ruší konzervatívne predstavy vedeckej ortodoxie založené na formálnej logike. Jej základnou myšlienkou je, že všetko na Zemi je v neustálom pohybe a že ten prebieha prostredníctvom výbušných protirečení.
ČO JE TEKTONIKA PLATNÍ?
Roztavený povrch Zeme sa časom ochladzoval až vytvoril kôru, ktorá uzavrela plyn a roztavené horniny. Explodujúce sopky chrliace množstvo lávy neustále rozbíjali povrch planéty. Z vulkanickej horniny sa postupne formovala silnejšia kôra. V tej dobe sa z mora roztavenej horniny (magmy) a oceánskych usadenín začali tvoriť prvé malé kontinenty. Plyny a pary z vulkanických erupcií začali spretrhávať atmosféru a spôsobovali elektrické búrky. Vzhľadom k vyšším teplotným režimom to bolo obdobie obrovských katastrof, výbuchov, tvorila sa kontinentálna kôra, ktorá bola následne odhadzovaná, a znovu sa formovala a čiastočne roztavovala, bolo to obdobie formovania kryštálov a kolízií v omnoho väčšom meradle ako vidíme dnes. Prvé mikrokontinenty sa pohybovali ďaleko rýchlejšie a narážali do seba častejšie ako dnes. Bol to rýchly proces tvorby a recyklácie zemskej kôry. Tvorba kontinentálnej kôry bola najzásadnejšia udalosť v histórii našej planéty. Kontinentálna kôra, na rozdiel od morského dna, pri kolízii nepoklesáva, ale postupom času zväčšuje svoj celkový objem. Vytvorenie kontinentov bola nezvratná udalosť.
Zem sa skladá z niekoľkých vrstiev. Hlavné vrstvy sú jadro (rozdelené na vnútorné a vonkajšie jadro), silný plášť a tenká kôra na povrchu. Každá vrstva má svoje vlastné chemické zloženie a fyzikálne vlastnosti. Keď sa roztavená Zem pred asi 4 miliardami rokov ochladila, ťažšie materiály klesli do stredu Zeme, zatiaľ čo ľahšie prvky zostali bližšie k povrchu. Vnútorné jadro Zeme je tvorené pevnou hmotou stlačenou obrovskými tlakmi. Kôra tvorí tenkú vrstvu okolo polotekutého plášťa, podobne ako kožka okolo jablka. Kým tenká kôra je chladná, o 50 km nižšie je teplota okolo 800 °C. Ešte hlbšie, okolo 2000 km, stúpa teplota na viac ako 2200 °C. V tejto hĺbke sa horniny správajú ako kvapaliny.
Kôra nesie oceány a pevniny, rovnako ako všetky formy života. Asi sedem desatín kôry pokrýva voda, ktorá je základnou vlastnosťou našej planéty. Povrchová kôra je veľmi nerovnomerná, na pevninách sa nachádzajú obrovské pohoria a pod vodou klesá do hlbokých oceánov. Jedným z príkladov je stredoatlantický chrbát, ktorý tvorí hranicu štyroch zemských platní. Kôra sa skladá z desiatich hlavných platní, ktoré do seba zapadajú ako skladačka. Avšak pozdĺž okrajov týchto platní sa nachádzajú „zlomy“, kde sa sústreďuje vulkanická činnosť a zemetrasenia. Kontinenty sú fixované na týchto platniach a pohybujú sa spolu s nimi.
Na hranici týchto platní chŕlia podmorské sopky roztavenú horninu z útrob Zeme a vytvárajú nové dno oceánu. Morské dno sa presúva od hrebeňa ako pás dopravníka a nesie so sebou obrovské plte kontinentálnej kôry. Sopky sú pôvodcom premeny obrovskej energie zo Zeme na teplo. V súčasnosti existuje odhadom 430 aktívnych sopiek. Paradoxne, vulkanické výbuchy uvoľňujú energiu, ktorá roztápa horniny na kôre. Zemská kôra (litosféra) sa neustále mení a obnovuje. Prenikaním a vytlačovaním magmy v stredooceánskych chrbtoch čiastočným tavením plášťa (astenosféry) neustále vzniká nová litosféra. Vytvárajúca sa nová kôra pri týchto zlomoch odtláča staré dno a spolu s ním kontinentálne platne. Nová litosféra sa časom, ako sa pridáva stále viac materiálu, presúva zo stredooceánskych chrbtov a nakoniec práve toto rozširovanie oceánskeho dna vedie na inom mieste k poklesu kôry do vnútra Zeme.
Tento proces vysvetľuje pohyb kontinentov. Na druhej strane neustále podzemné otrasy vytvárajú obrovské teplo, ktoré sa hromadí a vytvára novú sopečnú činnosť. Tieto oblasti sú označené ostrovnými oblúkmi a horskými hrebeňmi a sopkami, zemetraseniami a hlbokými oceánskymi priekopami. To udržuje rovnováhu medzi starým a novým, v dialektickej jednote protikladov. Keď sa platne zrazia, spôsobia zemetrasenie.
Táto neustála aktivita pod zemským povrchom vplýva na mnoho javov, ktoré ovplyvňujú vývoj planéty. Pevninu, oceány a atmosféru neovplyvňujú len slnečné lúče, ale aj gravitácia a magnetické pole obkolesujúce Zem. „Neprestajná zmena,“ hovorí Engels, „t.j. prekonávanie a zachovávanie abstraktnej totožnosti sebou samou, je aj v tzv. anorganickom. Jej históriou je geológia. Na povrchu – zmeny mechanické (erózia, mráz), chemické (vetranie), vnútri – mechanické (tlak), teplo (sopečné), chemické (voda, kyseliny, spojovacie látky), vo veľkom otrasy, zemetrasenia atď.“ Opäť platí, že „Každé teleso je neprestajne vystavené mechanickým, fyzikálnym, chemickým vplyvom, ktoré ho stále menia, modifikujú jeho totožnosť.“ (Engels, Dialektika prírody, str.186)
Pod Atlantickým oceánom je podmorské sopečné pohorie, kde neustále vzniká nová magma. V dôsledku toho sa oceánska kôra rozrastá a odtláča od seba kontinenty Južnej Ameriky a Afriky a tiež Severnej Ameriky a Európy. Avšak, ak sa niektoré oblasti zväčšujú, musia sa iné zmenšovať. Ako je americký kontinent tlačený obrovskými silami proti pacificko-oceánskej kôre, je pacificko-oceánska platňa nútená klesať pod americkú, kde sa rozpúšťa, pohybuje v prúdoch a nakoniec sa po miliónoch rokov objaví v inom stredooceánskom chrbte.
Tu nejde o hladké, lineárne procesy. Prebiehajú prostredníctvom protirečení a skokov skutočne kataklizmatických rozmerov. Niekedy sa sily pod zemskou vonkajšou kôrou stretnú s takým odporom, že sú nútené otočiť sa späť proti sebe a nájsť nejaký nový smer. Tak sa počas veľmi dlhej doby môže oceán ako Pacifik zväčšovať. Avšak, keď sa rovnováha síl zmení, celý proces sa obráti. Rozsiahly oceán môže byť zovretý medzi dvoma kontinentmi a nakoniec zmizne, vtlačený medzi kontinenty a pod ne. Počas 4,6 miliárd rokov dlhej histórie planéty došlo mnohokrát k takýmto procesom. Pred 200 miliónmi rokmi existoval medzi Euráziou a Afrikou oceán – Iethys. Dnes je jediný pozostatok tohto oceánu súčasťou Stredozemného mora. Zvyšok tohto veľkého oceánu bol zničený a zmizol pod Karpatami a Himalájami, zničený zrážkou Indie a Arábie s Áziou.
Na druhej strane, keď je stredooceánsky chrbát uzavretý (to znamená, vtlačený pod kontinent), potom sa nová litosféra objaví na inom mieste. Litosféra spravidla prerazí na najslabšom mieste. Nepredstaviteľné sily sa hromadia počas miliónov rokov, až nakoniec kvantitatívna zmena vytvára katastrofu. Vonkajší plášť je rozbitý, prerazí nová litosféra a otvára cestu pre zrod nových oceánov. V súčasnosti môžeme vidieť známky tohto procesu v sopečnom údolí Afar vo východnej Afrike, kde sa kontinent rozpadá a v najbližších päťdesiatich miliónoch rokov sa vytvorí nový oceán. V skutočnosti Červené more predstavuje ranú fázu pri vzniku oceánu oddeľujúceho južnú Arábiu od Afriky.
Pochopenie, že Zem nie je statická ale dynamická entita, dalo geológii silný impulz, keďže ju položilo na naozaj vedeckú bázu. Veľký úspech teórie tektoniky platní spočíva v tom, že dialekticky spája všetky prírodné javy a ruší konzervatívne predstavy vedeckej ortodoxie založené na formálnej logike. Jej základnou myšlienkou je, že všetko na Zemi je v neustálom pohybe a že ten prebieha prostredníctvom výbušných protirečení. Oceány a kontinenty, hory a povodia, rieky, jazerá a pobrežia sú v procese neustálej zmeny, počas ktorého sú obdobia „pokoja“ a „stability“ násilne prerušované revolúciou v kontinentálnom meradle. Atmosféra, klimatické podmienky, magnetizmus, dokonca aj umiestnenie magnetických pólov planéty sú tiež v neustálom stave zmeny. Rozvoj každého procesu je v tej či onej miere ovplyvnený a určený vzájomným prepojením so všetkými ostatnými procesmi. Nie je možné študovať jeden geologický proces izolovane od ostatných. Všetky sa spájajú a vytvárajú unikátny sumár javov, ktoré predstavujú náš svet. Moderní geológovia sú nútení myslieť dialekticky, hoci nikdy nečítali jediný riadok Marxa a Engelsa, a to len preto, že ich predmet záujmu sa nedá primerane vykladať žiadnym iným spôsobom.
ZEMETRASENIA A ZROD POHORÍ
Ešte ako mladý muž našiel Charles Darwin hlboko vo vnútrozemí fosílie morského zvieraťa. Ak by tu naozaj kedysi žili morské živočíchy, potom by existujúce teórie o histórii Zeme boli mylné. Vzrušený Darwin ukázal svoj objav významnému geológovi, ktorý odpovedal: „No, dúfajme, že to nie je pravda.“ Geológ radšej veril, že ich niekto vyhodil, keď šiel od mora! Z hľadiska zdravého rozumu sa zdá neuveriteľné, že by sa kontinenty mali pohybovať. Naše oči nám hovoria, že to tak nie je. Priemerná rýchlosť ich pohybu je asi 1-2 cm za rok. Preto ho pre bežné účely možno vylúčiť. Avšak po oveľa dlhšiu dobu, milióny rokov, tieto malé zmeny spôsobujú najdramatickejšie zmeny, aké si vieme predstaviť.
Na vrchu Himalájí (okolo 8000 m nad morom) sú horniny, v ktorých sa nachádzajú skameneliny morských živočíchov. To znamená, že tieto horniny vznikli na dne pravekého mora, oceánu Iethys a boli po dobu 200 miliónov rokov vytlačované nahor, až vytvorili najvyššie hory na svete. Ani tento proces nebol uniformný, ale zahrňoval protirečenia, obrovské zdvihy, posuny a poklesy, cez tisíce zemetrasení, masívnych deštrukcií, prerušení kontinuity, deformácií a zlomov. Je zrejmé, že príčinou pohybu platní sú gigantické sily vnútri Zeme. Určujú celý vzhľad Zeme, jej podobu a identitu. Ľudstvo má priamu skúsenosť len s nepatrným zlomkom týchto síl skrze zemetrasenia a sopečné erupcie. Jedným zo základných rysov zemského povrchu sú pohoria. Ako sa vyvinuli?
Zoberte si veľa hárkov papiera a pritlačte ich na stenu. Hárky sa pod tlakom zložia a zdeformujú a budú sa „pohybovať“ nahor, čím získajú akýsi krivoľaký tvar. Teraz si predstavte rovnaký proces, kedy je oceán stláčaný medzi dva kontinenty. Oceán je vtláčaný pod jeden z kontinentov, ale horniny na tomto mieste sa zdeformujú a zvrásnia, čím vytvoria pohorie. Po úplnom vymiznutí oceánu sa oba kontinenty zrazia a kde sú pevniny stlačené, tam zemská kôra vertikálne hrubne. Odpor proti zatláčaniu (subdukcii) spôsobuje veľké vrásnenie a zlomy a to vedie k vyzdvihnutiu horského reťazca. Kolízia euroázijskej a africkej platne (alebo častí Afriky) vytvorila dlhý pás pohorí od Pyrenejí na západe, cez Alpy (kolízia Talianska a Európy), Balkán, Grécko, Tauridik, Kaukaz (kolízia južnej Arábie a Ázie) a nakoniec Himaláje (kolízia Indie a Ázie). Rovnakým spôsobom Apeniny a Skalnaté hory v Amerike sa nachádzajú nad zónou, kde je pacifická platňa vtláčaná pod americký kontinent.
Niet divu, že tieto oblasti sa tiež vyznačujú intenzívnou seizmickou aktivitou. Seizmicky aktívne zóny sú práve hranice medzi jednotlivými tektonickými platňami. Oblasti, kde sa vytvárajú pohoria, označujú oblastí, kde sa za dlhú dobu nazhromaždili kolosálne sily. Keď sa kontinenty zrážajú, sme svedkami hromadenia síl pôsobiacich na rôzne horniny, na rôznych miestach a rôznymi spôsobmi. Horniny, zložené z najťažších materiálov, odolávajú deformácii. Ale v kritickom bode sa kvantita mení na kvalitu a dokonca aj najtvrdšie skaly sú rozbité alebo je deformovaný ich tvar. Tento kvalitatívny skok vyjadrujú zemetrasenia, ktoré napriek svojej veľkoleposti, predstavujú v skutočnosti len nepatrný pohyb zemskej kôry. Na vznik pohoria sú potrebné tisíce zemetrasení, ktoré vedú k rozsiahlemu vrásneniu, deformáciam a vytláčaniu hornín.
Máme tu dialektický proces vývoja skrz skoky a protirečenia. Stláčané horniny predstavujú počiatočnú bariéru, ktorá kladie odpor tlaku podzemných síl. Avšak, keď sú rozbité, menia sa na pravý opak a stávajú sa kanálmi, ktoré uvoľňujú tieto sily. Sily, ktoré pôsobia pod povrchom, sú zodpovedné za tvorbu horských pásiem a priekop oceánov. Ale na povrchu existujú aj iné sily, ktoré pôsobia v opačnom smere.
Pohoria nestúpajú stále vyššie a vyššie, pretože na ne pôsobia aj protichodné sily. Na povrchu máme zvetrávanie, eróziu a presun hmoty z hôr a kontinentov späť do oceánov. Pevné horniny odnášajú preč silné vetry, intenzívny dážď, sneh a ľad, ktoré oslabujú vonkajší plášť hornín. Po čase dochádza k ďalšiemu kvalitatívnemu skoku. Horniny postupne strácajú hutnosť, začínajú sa od nich oddeľovať malé zrná. Vetry a voda, najmä rieky, presúvajú milióny zrniečok z hôr do riek, jazier, ale hlavne oceánov, kde sa opäť na jeho dne hromadia. Nad nimi sa hromadí viac a viac materiálu a dochádza k inému - opačnému – procesu, znova sa zlučujú do nových hornín. Tieto nové vytvorené horniny sledujú pohyb dna oceánu, až kým nie sú opäť zatlačené pod kontinent, kde sa teplom rozpúšťajú, až možno raz sa opäť objavia na vrchole novej hory niekde na povrchu Zeme.
PROCESY POD ZEMOU
Skutočnosť, že látky sú pod pevným povrchom v kvapalnom skupenstve, ukazujú prúdy lávy zo sopiek. Horniny sú pochované veľmi hlboko v zemskej kôre pod veľkými pohoriami, či v subdukčných oblastiach, kde sa jedna platňa zatláča pod druhú. Za takých podmienok podliehajú celému radu zmien. Ako sa ponárajú hlbšie do zemskej kôry, vnútorná aktivita Zeme vedie k zvýšeniu ich teploty. Zároveň váha vyššie položených hornín a pohorí vedie k ďalšiemu enormnému zvýšeniu tlaku. Hmota je organizovaná do špecifických zlúčenín prvkov, ktoré v pevnom skupenstve tvoria kryštály zvané minerály. Rôzne minerály spoločne tvoria horniny. Každá hornina má skladbu minerálov a každý minerál má jedinečnú skladbu prvkov v určitej kryštalickej forme. Zmeny teploty a tlaku spôsobujú zmeny v chemickom zložení väčšiny minerálov, a to nahradením jedného prvku za druhý. Zatiaľ čo niektoré minerály ostávajú v určitých medziach stabilné, v kritickom bode sa hmota preskupuje do inej kryštalickej formy. To zapríčiňuje kvalitatívne zmeny v mineráloch, ktoré vytvárajú nové zlúčeniny, čím sa prispôsobujú novým podmienkam. Ide o kvalitatívny skok, podobný premene vody na ľad pri teplote 0 °C. Výsledkom je, že celá hornina je transformovaná na inú horninu. Tak pod tlakom podmienok okolitého prostredia tu máme náhly skok, zahŕňajúci premenu nielen minerálov, ale hornín samotných. Žiadna forma minerálov neostane nemenná za akýchkoľvek prírodných podmienok.
V oblastiach, kde dochádza k poklesu oceánu pod kontinent, môžu horniny klesnúť veľmi hlboko do zemskej kôry. Za týchto extrémnych podmienok sa samotné horniny začínajú taviť. K tomuto procesu však nedôjde naraz. Existuje jav čiastočného roztavenia, pretože rôzne minerály sa tavia v rôznych bodoch. Tavený materiál má tendenciu pohybovať sa smerom nahor, pretože je menej hustý ako okolité horniny. Odpor mu však kladú vyššie ležiace horníny. Roztavená hornina, alebo magma, sa pomaly pohybuje nahor, až kým ju pevná bariéra dočasne nezastaví. Navyše vonkajšia plocha magmy sa začne ochladzovať a stuhne na pevnú vrstvu, ktorá pôsobí ako ďalšia prekážka v ceste magmy. Ale nakoniec elementárna sila tlaku zdola sa postupne zvyšuje až do bodu, keď prelomí prekážky a magma prerazí na povrch prudým výbuchom, ktorým si uvedomujeme kolosálnosť zadržiavaných síl.
Je teda zrejmé, že tieto procesy neprebiehajú náhodne, ako sa môže zdať nešťastným obetiam zemetrasenia, ale podliehajú základným zákonom, ktoré ešte len teraz začíname chápať. Dochádza k ním na určitých miestach, ktoré sa nachádzajú na hraniciach tektonických platní, a to najmä pri stredooceánskom chrbáte a pri subdukčných oblastiach. Práve z tohto dôvodu existujú aktívne sopky v južnej Európe (Santorini v Grécku, Etna v Taliansku), v Japonsku, kde sú subdukčné zóny (čo viedlo k zemetraseniu v Kobe), v strede Altantického a Tichého oceánu (sopečné ostrovy a podmorské sopky v stredooceánskych chrbátoch) a vo východnej Afrike (Kilimandžáro), kde dochádza k pohybu kontinentu a vytvára sa nový oceán.
Baníci veľmi dobre vedia, že čím hlbšie vstupujú do zemskej kôry, tým je vyššia teplota. Hlavným zdrojom tohto obrovského tepla, ktoré je príčinou procesov v útrobách Zeme, je tepelná energia uvoľnená pri rozpade rádioaktívnych prvkov. Prvky obsahujú izotopy (atómy toho istého prvku, ale inej hmotnosti), z ktorých niektoré sú rádioaktívne, to znamená, že sú nestabilné a časom sa rozpadajú, čím produkujú viac tepla a stabilných izotopov. Táto nepretržitá reakcia prebieha veľmi pomaly. Keďže sa tieto izotopy rozpadajú od vzniku Zeme, muselo ich byť omnoho viac. Preto teplo a jeho prúd museli byť vyššie ako v súčasnosti, možno dvakrát alebo trikrát vyššie v prahorách (archaikum) než dnes.
Hranica medzi prahorami a starohorami (archaikom a proterozoikom) má tiež zásadný význam, predstavuje kvalitatívny skok. Nielen, že tu vznikli prvé formy života, ale došlo aj k ďalším zásadným zmenám na pevnine - z množstva malých kontinentálnych platní v prahorách s početnými zrážkami sa počas starohôr vytvorili väčšie, silnejšie a stabilnejšie platne. Tieto veľké kontinentálne pevniny boli výsledkom zoskupenia množstva malých protokontinentálnych platní. Bolo to obdobie tvorby veľkých horských masívov, z ktorých sa dajú rozlíšiť dve hlavné epizódy – pred 1,8 milardami a 1 miliardou rokov. Pozostatok poslednej udalosti tohto gigantického procesu, v ktorom sa horniny opakovane premieňali, deformovali a znovutvarovali, možno dnes vidieť v južnej Kanade a v severovýchodnom Nórsku.
Gradualistická teória uniformitarianizmu, pôvodne presadzovaná Huttonom v roku 1778, sa nedá vôbec použiť na ranú históriu Zeme. Všetky dostupné dôkazy naznačujú, že súčasná tektonika platní začala na začiatku starohôr, zatiaľ čo staršie tektonické procesy sú pravdepodobné pre obdobie prahôr. Viac ako 80% súčasnej kontinentálnej kôry sa vytvorilo pred koncom starohôr. Tektonika platní je rozhodujúcim faktorom vo všetkých týchto procesoch. Vznik pohorí, zemetrasenia, sopky a premeny, to všetko sú vzájomne prepojené procesy, jeden závisí na druhom, každý určuje, ovplyvňuje, zapríčiňuje alebo je zapríčinený druhým a všetky dohromady určujú vývoj Zeme.