Laattatektoniikka

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Kolmentyyppisiä laattojen rajoja

Laattatektoniikka on teoria, joka selittää litosfäärilaattojen liikkeen mekanismia ja liikkeen vaikutuksia. Maan litosfääri on muodostunut useista mannerlaatoista. Ne liikkuvat jatkuvasti astenosfäärin päällä, mutta kitka vastustaa niidne välistä liikettä, minkä seurauksena reunakohdissa ilmaantuu usein maanjäristyksiä.

Laatat voivat erkaantua toisistaan, törmätä toisiinsa tai liukua toisiaan vasten. Valtamerten keskiselänteissä laatat erkanevat toisistaan ja muodostavat näin uutta merenpohjaa. Merellisen laatan törmätessä joko toiseen merelliseen tai mantereiseen laattaan syntyy alityöntöä, jossa merellinen laatta työntyy toisen laatan alle. Subduktiokohtaan muodostuu syvänmeren hautoja ja sen ylle vulkaanisia kaaria. Kahden mantereisen laatan törmätessä puolestaan kasvaa poimuvuoristo. Mannerten liukumisalueilla ei synny uutta kuorta eikä tuhoudu vanhaa, mutta ne alueet ovat erityisen alttiita maanjäristyksille.

Mannerlaatat[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Laattatektoniikkateorian mukaan Maan litosfääri on jakaantunut useisiin laattoihin. Suurimpia laattoja lasketaan olevan seitsemän, ja lisäksi on useita pienempiä laattoja. Laattojen reuna-alueilla sijaitsevat merten keskiselänteet, syvänmeren haudat ja aktiivisesti kasvavat vuoristot.[1]

Mannerlaatat ovat 100–150 kilometrin paksuisia, ja ne liikkuvat astenosfäärin päällä 1–15 senttimetriä vuodessa. Useimmissa laatoissa on sekä mantereellista että merellistä kuorta. Laattojen liikkuessa niiden keskiosat ovat pääosin jäykkiä ja koskemattomia, mutta niiden reunojen törmäysvyöhykkeillä tapahtuu halkeilua, liukumista, taipumista, venymistä ja pehmenistä.[2]

Kitka vastustaa laattojen välistä liikettä. Kun kitka kasvaa suuremmaksi kuin laattojen välisen rajapinnan jännitysvoima, laatat eivät enää liiku toistensa suhteen, vaan niiden rajapinnalle muodostuu jännityskertymä, jotka lopulta purkautuvat maanjäristyksenä. Järistyksessä purkautuvan energian suuruutta kuvataan magnitudilla.[3]

Laattojen liikkeen perusteella niiden reunatyypit voidaan jakaa kolmeen eri kategoriaan. Ne voivat erkaantua toisistaan, liikkua toisia kohti tai liikkua sivuttain toisiinsa nähden.[2]

Laattojen liike ja niiden reunat[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Erkanevat laatat[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Valtameren keskiselänteen poikkileikkaus

Erkanevet laatat loittonevat toisistaan, kun vaippa pullistuu ylöspäin ja magmaa pääsee työntymään laattojen väliin. Merellisissä erkanemisalueilla laattojen rajat näkyvät valtamerten keskiselänteitä, jotka ovat seismisesti ja vulkaanisesti aktiivisia alueita. Selänteiden keskuslaaksot ovat puolestaan normaalisiirrosten rajaamia hautavajoamia. Mantereisissa repeämävyöhykkeissä piirteet ovat samat kuin merellisten laattojen erkanemiskohdissa. Vulkaaniset kivet ovat kuitenkin mantereella vaihtelevampia kuin valtamerten basaltit ja sedimentit karkeita.[4]

Sulan laavan purkautuessa keskiselänteen saumasta Maan magneettikenttä magnetisoi sen – magneettiset kiteet jähmettyvät näin Maan magneettikentän suuntaisiksi. Koska Maan magneettiset navat vaihtavat paikkaansa keskimäärin noin puolen miljoonan vuoden välein, ja mannerlaattaa muodostuu muutama senttimetri vuodessa, on keskiselänteen sauman molemmin puolin symmetrisesti magneettisia vyöhykkeitä.

Lähenevät laatat[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Merellinen laatta ja mantereinen laatta
Merellinen laatta ja merellinen laatta
Mantereinen laatta ja mantereinen laatta

Lähenevät laattojen tapauksessa voi tapahtua joko niin sanottu alityöntö, eli subduktio, tai poimuttuminen. Alityöntöä tapahtuu sekä merellisen ja mantereellisen laatan että kahden merellisen laatan törmätessä. Alityöntökohdassa toinen laatoista painuu toisen alle. Mantereellinen laatta on liian kevyt, jotta se voisi upota toisen laatan alle. Raskas merellinen laatta voi kuitenkin painua toisen alle; subduktio tapahtuu kuitenkin hitaastin ja merellinen laatta uppoaa noin 10–15 senttimetriä vuodessa.[2]

Kahden merellisen laatan törmätessä alityöntökohtaan syntyy yleensä syvänmeren hauta.[5] Subduktiovyöhykkeiden maanjäristyskeskukset muodostavat levymäisiä ja kaarevia pintoja, joissa on maanjäristyksiä jopa 700 kilometrin syvyydessä. Maanjäristyskeskukset ovat painuvan laatan yläosassa, Wadati–Benioff-vyöhykkeenä tunnetulla alueella. Alityöntövyöhykkeen yläpuolelle syntyy tulivuorten muodostamia vulkaanisia kaaria.[4]

Kahden mantereisen laatan törmätessä joko toinen laatta nousee päälle tai toinen laatta halkeaa.[6] Kumpikaan laatoista ei kuitenkaan pysty painumaan kohti astenosfääriä, joten mantereisiin törmäysvyöhykkeisiin syntyy orogenian seurauksena poimuvuoristoja.[2] Kuori paksuuntuu törmäysvyöhykkeellä, koska se laatat ikäänkuin lyhenevät ja painuvat kasvaan. Tämän seurauksena kivet deformoituvat ja vuorijonoja alkaa kohota. Korkeiden vuorien kuluessa jäljellä jää korkeassa lämpötilassa ja paineessa syntyneitä metamorfisia kivilajeja.[7] Esimerkiksi Ural on syntynyt, kun Euroopan laatta ja Aasian laatta ovat kauan sitten törmänneet toisiinsa ja poimuttuneet. Himalajan vuoristo on seurausta Intian laatan jatkuvasta työntymisestä Euraasian laatan reunan alle.

Sivuuttavat laatat[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Punainen ja ruskea tarkoittavat transformisiirroksia.

Mannerlaattojen reunoilla tapahtuu myös laattojen liukumista. Liukumisen yhteydessä ei synny eikä tuhoudu uutta kuorta. Liukuvat laatat aiheuttava tusein maanjäristyksiä. Tällainen vyöhyke on esimerkiksi San Andreasin siirros Pohjois-Amerikan ja Tyynenmeren laatan rajalla.[2] Laattojen sivuava liike voi maanjäristyksessä vaihdella muutaman senttimertin pienestä liikkeestä jopa 1–2 metrin siirtymisiin.<refHolden, s. 44.</ref>

Laattojen saumat ovat yleensä pilkkoutuneet transformisiirroksiin ja erkaantumislaattarajoihin/lähenemislaattarajoihin. Valtamerten leviämissuuntaa ei voida määritellä keskiselänteen asennosta, vaan saumaa pilkkovista transformisiirroksista.[8]

Teorian historiaa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Nykyaikaisen laattatektoniikan edeltäjä on meteorologi Alfred Wegener, jonka teos The Origin of Continents and Oceans julkaistiin vuonna 1915. Hän esitti, että nykyiset mantereet olivat muodostaneet aiemmin yhden suurmantereen.[9] Jo ennen Wegeneriä maantieteilijä Alexander von Humboldt oli vuonna 1801 huomioinut, että Etelä-Amerikan itärannikko sopii Afrikan länsirannikkoon, ja maantieteilijä Antonio Snider-Pellegrini oli vuonna 1858 tehnyt kartan, jossa hän oli esittänyt Etelä-Amerikan ja Afrikan mantereiden paikat ennen niiden eroamista. Wegener ja Frank Taylor esittivät itsenäisesti 1900-luvun alussa, että mantereet liikkuivat hiljalleen maan pinnalla. Taylor jätti teorian, mutta Wegener kehitti sitä eteenpäin ja esitti, että kivihiilikaudella mantereet olisivat muodostaneet Pangaian jättimantereen.[10]

Wegenerin teoria herätti paljon keskustelua, eikä useimmat geologit pystyneet hyväksymään ajatusta siitä, että mantereet pystyitivät liikkumaan merten yli. Mannerliikunnoille ei sillä hetkellä ollut löydetty mekanismia, joten teoriaa ei pidetty vakavastiotettavana.[10] Vuonna 1957 julkaistussa Encyclopedia Britannicassa Pangaia-ajatusta pidettiin täysin mielikuvituksellisena.[11]

Tilanne alkoi muuttua toisen maailmansodan jälkeen, kun opettiin tuntemaan paremmin merten syvyyksien pinnanmuotoja. Tutkimuksissa havaittiin, että valtamerten keskikohdissa kulki pitkä yhtenäinen vuorijono ja sen keskellä oli samantapainen laakso kuin mantereillakin on maan liikkumiskohdissa.[10] Lisätodisteita tuli 1950-luvulla paleomagnetistisista tutkimuksista, jotka todistivat, että triaskaudella mantereet liikkuivat yhtenä kokonaisuutena.[12]

Harry H. Hess ja Robert S. Dietz esittivät 1960-luvun alussa ajatuksen merenpohjan leviämisestä. Heidän mukaansa valtamerialtaiden pohja leviää keskiselänteellä, ja merellinen kuori ja mantereet vaeltavat vaipan konvektiovitausten päällä. Teoria vahvistui, kun brittiläiset Frederick Vine ja Drummond Matthews ehdottivat selitystä valtamerten pohjien nauhamaisille magneettisille poikkeamille. Heidän mukaansa valtameriselänteessä purkuautuvan magman jäähtyessä muodostamat tuoreet laavakivet magenetoituvat magneettikentän mukaisesti.[12]

Moderni laattatektoniikka syntyi kanadalaisen geofyysikko John Tuzo Wilsonin teoriasta 1965. Hän ehdotti, että mantereet liikkuvat ja valtamerten keskiselänteillä tapahtuu erkanemista. Lisäksi hän ehdotti, että on olemassa alityöntö- ja transformivyöhykkeitä. Lisäksi hän esitti samana vuonna teoriansa valtamerten synnytstä ja umpeutumista, mikä tunnetaan niin kutsuttuna Wilsonin syklinä.[2]

Laattatektoniikka muilla taivaankappaleilla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Nykyisen käsityksen mukaan Kuussa ei ole maan kaltaista laattatektoniikkaa. Sama koskee Merkuriusta ja Marsia. Tästä syystä paineen aiheuttamat purkaukset planeetan pinnalle ovat räjähdysmäisiä ja erittäin voimakkaita.[13] Jupiterin suurimmalla kuulla Ganymedeksellä puolestaan on havaittu laattatektoniikkaa.[14]

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • Holden, Joseph (toim.): An Introduction to Physical Geography and the Environment. Harlow: Pearson Education Limited, 2008. ISBN 978-0-13-175304-4.
  • Korja, Annakaisa & Heikkinen, Pekka & Karkkulainen, Kati: Miksi maapallolla tärisee?. Dimensio, 2005, nro 4, s. 6-10. Artikkelin verkkoversio.
  • Lehtinen, Martti & Nurmi, Pekka & Rämo, Tapani (toim.): Suomen kallioperä – 3 000 vuosimiljoonaa. Helsinki: Suomen Geologinen Seura, 2008. ISBN 952-90-9260-1. Teoksen verkkoversio (viitattu 12.11.2014).

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Holden, s. 40.
  2. a b c d e f Brozinski, Ari: Laattatektoniikka Geologia.fi. Viitattu 12.11.2014.
  3. Korja & Heikkinen & Karkkulainen, s. 7.
  4. a b Lehtinen & Nurmi & Rämö, s. 81.
  5. Holden, s. 45.
  6. Korja & Heikkinen & Karkkulainen, s. 7.
  7. Holden, s. 51.
  8. Korja & Heikkinen & Karkkulainen, s. 9.
  9. Brief history of the plate tectonics theory Earth Observatory of Singapore. Viitattu 12.11.2014. (englanniksi)
  10. a b c Holden, s. 36.
  11. Porter S. et al.: ”Laattatektoniikka”, Maapallo, ihmeiden planeetta, s. 44. Kustannus OY Forma, 1990. ISBN 952-9562-04-7.
  12. a b Lehtinen & Nurmi & Rämö, s. 78.
  13. http://www.astronetti.com/tahtitieto/mars.htm (KUOLLUT LINKKI)
  14. The Moon Ganymede: Laboratory for Tectonic Motion Dept. Physics & Astronomy University of Tennessee

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Laattatektoniikka.