Ferenc, Olívia2020. december 03., csütörtök
Föld

Földkéreg és magma – új megközelítésben

2009.02.23.Admin
National Geographic Magyarország

A földkéreg és a magma sajátosságairól évtizedek óta számos ismerettel rendelkezünk. Azonban itt is akadnak új felfedezések és meglepően új tudományos megközelítések...

Tojáshéjvékony kéreg
Közismert, hogy a földkéreg szerkezete kettős. Az óceánok alatti kéregréteget sűrű, vulkanikus kőzet, javarészt bazalt alkotja, a kontinensek alapja pedig főként gránit.

A kontinentális kéregben 40 km mélyen a hőmérséklet megközelíti a 900 fokot.180 fokos kemencében már kenyeret lehet sütni, 900 fok közelében viszont már a kövek is megolvadnak. Minél mélyebbre hatolunk, annál nagyobb a forróság. Ez a bolygó belsejében zajló folyamatok következménye. Ian Stewart geológus a Föld szerkezetét egy főtt tojáséhoz hasonlítja. A tojáshéj olyan, mint a Föld kérge. Viszonylag vékony réteg, amely teljesen körülveszi a bolygót. Rideg, ezért nagy darabokra töredezik fel. A Földön a földkéreg ezen a nagy darabjai a tektonikus lemezek. A hatalmas kőzetlemezek állandó mozgásban vannak, megváltoztatva a földrészek és óceánok helyzetét. A kéreg alatt találjuk a köpenyt, ami a tojás esetében ez a viszonylag lágy tojásfehérje. A köpeny vastag, csaknem 3000 km-es réteg a Földön belül. Szilárd, de alakítható, mint a gyurma. A bolygó közepe pedig a mag, ami a tojás sárgájának felel meg. A mag külső része folyékony olvadék, a közepe viszont az iszonyú nyomás miatt szilárd. A Föld magjából származó hő áramlást kelt, amely a felszín felé hajtja a magmát. Ez az áramlás tartja mozgásban a tektonikus lemezeket a bolygó körül.

Két földrész ütközésekor a kéreg összenyomódik, megvastagodik, és hegyláncokká gyűrődik fel. A Föld legmagasabb hegye a 8850 méter magas Csomolungma (Mount Everest) a Himalájában található. A földkéreg pedig itt, a Tibeti fennsíkon a legvastagabb: 70 km mély. Úgy alakult ki, hogy az indiai lemez az ázsiainak ütközött. Ám az, amit a felszínen látunk, csupán töredéke annak, ami a mélyben található.

Egy hegy olyan, mint egy vízen úszó hatalmas jégkocka. A jég a sűrűsége miatt mélyen belemerül a vízbe. A kocka nagy része a vízvonal alatt helyezkedik el. A sűrűsége miatt a hegy is belenyomódik a köpenybe. A földkéreg megvastagodásával alakul ki a hegység úgynevezett gyökere. Van azonban egy természetes határa annak, amilyen magasra a hegyek nőhetnek, vagyis amennyire a kéreg megvastagodhat. A hegy gyökerére nehezedő súly ugyanis olyan nagy, hogy a gyökér megolvad, és a hegy ismét visszasüllyed. A kutatók becslései szerint a Földön egy hegy legfeljebb 15 ezer méterig, vagyis az Everest magasságának valamivel kevesebb, mint a kétszereséig emelkedhetne.

A tudomány egyik nagy rejtélye, hogy hogyan tett szert a Föld kétféle kéregre. A fiatal Földnek csak óceáni kérge volt, ma azonban kontinentális kéreggel is rendelkezik. Richard Grieve bolygó-geológus szerint a magyarázatot a meteorbecsapódásokban kell keresnünk. Megfigyelte, hogy a Földön csupán 175 kráterről van tudomásunk, míg a Hold felszínét szinte elborítják a kozmikus sebhelyek. E jelenség magyarázatát az 1971-ben végrehajtott Apollo 14 küldetés során be is mutatták. Amikor Alan Shepard elütött egy golflabdát a Holdon, az hatalmas távolságra, kilométerekre elrepült. Amikor Grieve itt a Földön üt el egy labdát, az kilométerek helyett csupán néhány métert tesz meg. Ennek elsősorban az az oka, hogy a Földön a gravitáció hatszor erősebb, mint a Holdon. Amikor egy meteor a Holdnak ütközik, a gyengébb gravitáció miatt a kilökődő talaj a golflabdához hasonlóan messze száll, és jól látható krátert hagy maga után. A Földön ennek az ellenkezője történik. A gravitációs erő a becsapódás által felvert anyagot visszahúzza a kráterbe. Képzeljük el, hogy a golflabda egy darab kő, amely kivetődik a kráterből. A kráter a Földön sokkal nehezebben alakul ki, mert itt erősebb a gravitáció. A golflabdát, vagyis a felvert anyagot nehezebb kihajítani a növekvő kráterből. A Földön ezért kevesebb kráter alakul ki. Amikor egy meteor a Földnek vagy a Holdnak ütközik, a nagy energiájú becsapódás két következménnyel jár. Létrejön a kráter, a meteorit pedig sokkolja és olykor meg is olvasztja a kőzeteket. Grieve ennek alapján új elméletet dolgozott ki: vajon megváltoztathatták-e a meteorbecsapódások a földkéreg vegyi összetételét?

Grieve a becsapódások következtében történő olvadást tanulmányozta. Kiszámította, hogy amikor egy nagyobb ütközés közel 500 km átmérőjű krátert hoz létre, akkor átlép egy küszöbértéket. Olyan mennyiségű kőzetet olvaszt meg, hogy az az egész krátert kitölti. A Holdon a gyengébb gravitáció miatt ez a küszöbérték nem érhető el. Grieve egyszerű kísérlettel mutatja be azt, ami szerinte a Földön végbement. A dolog lényege, hogy összekeverünk némi vajat és egy kis forró vizet, ami a becsapódásnál megolvadt folyékony anyagot helyettesíti. Hagyjuk lehűlni, és figyeljük, hogy mi történik. Miközben a keverék lehűl, a vaj és a víz külön rétegekké kezd szétválni. Ha a valódi anyagokkal dolgoznánk, és a fiatal Föld kérgének egy darabját olvasztanánk fel, akkor is azt látnánk, hogy a könnyebb ásványok felemelkednek, míg a sűrűbbek lesüllyednek. Grieve úgy véli, hogy amikor ezek a kőzettavak megszilárdultak, a kiváló ásványokból gránit keletkezett, így végül a Föld kétféle kéregre tett szert. A nehezebb, bazaltos kéreg mindenütt jelen van, a kontinensek fölött lévő gránitos kéreg azonban nem: az óceánok alatt hiányzik.

A rejtélyes magma
Jáva és Szumátra között, a Szunda-szorosban található a Krakatau-vulkán. Itt került sor 1883-ban a modern történelem egyik legnagyobb erejű kitörésére. A kutatók hosszú éveken át úgy tartották, hogy a vulkánokat egy lenti, hatalmas magmakamrához csatlakozó, óriási cső táplálja. Ám van valaki, aki szerint tévedtek.

Bruce Marsh geológusnak van egy szenvedélye: a magma. Több mint 25 éven át tanulmányozta a Föld tűzhányóit. Nyomozó módjára illesztette össze a bizonyítékokat a magmának a kérgen át a felszínig megtett útjáról. A kutatási témája miatt ragadt rá a Magmakopó becenév. „Szükségem volt egy helyre, ahol elég mélyre be tudunk tekinteni a Föld kérgébe. Le kellett mennem a kazánházba, hogy megvizsgáljam a vezetékeket és a fűtőberendezést, és megértsem a rendszer lényegét.” – nyilatkozta a geológus.

Marsh 1993-ban az Antarktiszon talált végül rá a teljes kazánházra, amely kivételes épségben maradt fenn a kelet-antarktiszi száraz völgyekben. Marsh ebben a fagyos sivatagban a felszínen figyelheti meg a megszilárdult magma vastag, párkányszerű sávjait.

A rétegekben megszilárdult magma tele van kristályokkal. Marsh ezek eloszlását követi nyomon a szikla felszínén, hogy felvázolhassa a magma útját a földkérgen át. Egyszerűbb, ha az ember abban hisz, hogy egy egyszerű cső vezet lefelé egy jókora, gömb alakú magma-tárolóig, és az anyag a csövön át tör a felszínre. A valóság viszont egészen más. Marsh felfedezte, hogy a magma úgy tör utat a kérgen át, mint egy labirintusban. Nem létezik egyetlen vezeték, amely a lenti magmakamrát összekötné a felszínnel. A valóságban számos egymáshoz csatlakozó vízszintes párkány mentén kanyarog felfelé. Marsh elmélete gyökeresen átalakította a tudománynak a földkéregről alkotott képét.

Kapcsolódó cikkek:

  • Tízmillió éven belül új óceán keletkezik Afrikában
  • Rekordméretű fúrás az óceáni kőzetlemez mélyére
  • Megoldódni látszik a Krakatau kitörésének rejtélye
  • Megfúrt magmakamra Hawaiin

  • Hozzászólások

    Palackposta árulkodik a műanyag útjáról

    Palackposta árulkodik a műanyag útjáról

    A kutatók által elindított palackok óriási távot tettek meg.

    Hosszú távon talán elérhetőek a klímaegyezmény vállalásai

    Hosszú távon talán elérhetőek a klímaegyezmény vállalásai

    „Elérhető közelségbe" kerültek a 2015-ös párizsi klímaegyezmény céljai egy új elemzés szerint - tette közzé a hírt az MTI.

    Rejtélyes áradás egy alaszkai öbölben

    Rejtélyes áradás egy alaszkai öbölben

    Már az öböl története se kezdődött jól: a felfedezése 26 halálos áldozattal járt. A későbbi sorsa sem sokkal szelídebb.

    Égi jelenségek 2020. december első felében

    Égi jelenségek 2020. december első felében

    A hónap elejét a holdfény uralja, egyre közeledik egymáshoz a Szaturnusz és a Jupiter, lesz holdsarlónk a Vénusz közelében, és érkezik az év legjobb meteorraja.

    Óceáni hulladékból készül napszemüveg

    Óceáni hulladékból készül napszemüveg

    A The Ocean Cleanup projekt újabb fontos eredményt ért el a hulladék elleni harcban.

    National Geographic 2020. novemberi címlap

    Előfizetés

    A nyomtatott magazinra,
    12 hónapra

    11 160 Ft

    Korábbi számok

    National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlap

    Hírlevél feliratkozás

    Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

    Kövess minket