Ugrás a tartalomhoz Lépj a menübe
 


Helyünk a világegyetemben 2

2008.10.05

A Föld belső szerkezete

 

Geológia, földtan: a Föld felépítésével, szerkezetével, történetével foglalkozó tudomány

Geofizika: a Föld fizikai jelenségeit kutatja

Geokémia: a Föld kémiai mozgásfolyamatit kutatja

 

A föld belsejének fizikája:

A mélység felé haladva nő a hőmérséklet, a Föld belsejéből érkező hő fokozatos csökken bolygónk felszíne felé közeledve

Geotermikus grádiens: a Föld hőmérsékletemelkedését jellemző mutató; átlagértéke100 m-enként 3ºC

A belső hő radioaktív anyagok (pl. uránium, tórium) bomlásából származik

A nyomás a mélység függvényében egyenletesen változik

A sűrűség növekedése hirtelen változásokat mutat

Mágneses tér veszi körül <= a Föld belsejében mélyen rejtőző vastartalmú fémolvadékok áramlásai keltik

Mágneses deklináció (mágneses elhajlás): a mágnesen pólus nem esik egybe a csillagászati pólussal; ha az elhajlás a földrajzi észak-déli iránytól kelet felé mutat, a deklinációt pozitívnak, ellenkező esetben negatívnak nevezzük

A földtörténet során a mágneses tér erőssége és iránya többször változott

Paleomágnesen módszer: az egykori mágnesezettséget földtörténeti események korának meghatározására használják fel

 

Utazás a Föld középpontja felé: 22. ábra

Gömbhéjas szerkezetű

Földkéreg: felső 50 km

§         szárazföldi kéreg: átalagosan 35-40 km vastag

o        gránitos kéreg: szilikátokban gazdag

o        gabbrós réteg: ércekben gazdag

§         óceáni kéreg: 10 km vastag, gyorsan pusztulnak, de folyamatosan születnek újjá

o        bazaltos réteg: finomabb összetételű

o        gabbrós réteg: durvább, szemcsésebb anyagok alkotják

Mohorovičić-felület: a kéreg és a köpeny közötti határfelület

Földköpeny: föld felszínétől 2900 km-es mélységig; lefelé haladva fokozatosan csökken a könnyebb, szilikátos anyagok, és nő a nehezebb, fémes elegyrészek aránya

Gutenberg-Wiechert-felület: a köpeny és a külső mag közötti határfelület

Külső mag (maghéj): 4700 km-es mélységben, 1800 km vastag; folyékony fémekből (pl. vasból, nikkelből) áll

Lehmann-felület: a külső mag és a belső mag közötti határfelület; 4700 és 5100 km között

Belső mag: 5100 km-es mélység; szilárd anyagokból (vasból, nikkelből) áll

 

Kőzetburok, litoszféra: a földkéreg és a földköpeny legfelső szilárd része; 50-100 km

Lágyköpeny, asztenoszféra: a szilárd kőzetburok alatti izzó, képlékeny tartomány; 150-200 km

 

 

Kőzetlemezek – lemeztektonika

 

Az óceánközepi hátság tengelyében a hasadékból kőzetolvadék buggyan a felszínre, ezt a kőzetolvadékot magmának nevezzük. Lehűlve hozzáforr a hátság pereméhez => bazaltos kőzet

A hátságoktól távolodva egyre idősebbek a kőzetek

A Föld belsejéből érkező anyag tehát megszilárdulva hozzáforr a hátságok pereméhez, a nyomában felhatoló olvadék pedig magának helyett követelve a hátságok mentén szétfeszíti az óceánok aljzatát.

Benioff-öv: a földrengések kipattanási helyén kb. 45°-os szögben a földfelszín alá bukó sáv

A hátságok mentén születő új kéreg e mélytengeri árkok vonalában, a Benioff-zónák mentén bukik a mélybe. Szilárd anyagi a növekvő hőmérsékletű mélység felé haladva fokozatosan beolvad az asztenoszférába. E sávokat alábukási, szubdukciós öveztetnek nevezzük.

A szubdukciós övezet és az alábukási övezet egybeesik a Venion-övvel.

Mivel a Föld szerkezeti mozgásai, változásai, idegen szóval tektonikája a lemezek mozgásának eredménye, az elméletet összefoglalóan lemeztektonikának nevezzük.

 

A kőzetburok lemezei: 27. ábra

  • nagy kőzetlemezek:
    • Eurázsiai-
    • Észak-amerikai-
    • Csendes-óceáni-, Pacifikus-
    • Dél-amerikai-
    • Afrikai-
    • Indoausztráliai-
    • Antarktiszi-lemez
  • kisebb kőzetlemezek:
    • Arab-, Arábiai-
    • Fülöp-szigeti-
    • Nazca-
    • Karibi-lemez

 

 

A kőzetlemezek határa óceánközepi hátságok, mélytengeri árkok, néhány esetben pedig hegyvidékek mentén húzódik.

Az egyes kőzetlemezek eltérő sebességgel mozognak. A kőzetlemezeket az asztenoszféra anyagáramlásai mozgatják.

 

A lemezszegélyek típusai:

  • távolodó lemezszegélyek: az óceánközepi hátságok mentén a kőzetlemez távolodnak egymástól; a hátságok íves futása a rájuk merőleges haránttöréseknek köszönhető; a Vörös-tenger alatt jelenleg születik egy új óceán
  • pusztuló, fölemésztődő lemezszegélyek: a mélytengeri árkok vonalában a kőzetlemezek egymáshoz közeledve ütköznek, és a nagyobb sűrűségű óceáni lemez a szárazföldi lemez alá bukik; az árkokban törmelékanyag halmozódik fel:

~        tengeri üledék

~        közeli szárazföldről származó anyagok

  • egymás mellett elcsúszó, elnyíródó kőzetlemezek: pl. Szent András-törésvonal mentén

28. ábra

 

 

A kőzetlemezek és a vulkáni tevékenység

 

Lávakőzetpárok:

 

Mélységi magmás kőzetek: a kőzetolvadék, a magma nem éri el a felszínt, hanem alacsonyabb hőmérsékletű szintbe érve, még a felszín alatt szilárdul kőzetté; nagyméretű kristályokból állnak

Kiömlési magmás kőzetek: a magma felszínre lépési helyén vulkán képződik, a felszínre kerülő magmát lávának nevezzük; gyorsan hűlnek ki, apró kristályokból állnak, finom szemcsés anyagok

  • gránit
  • gabbró
  • diorit
  • bazalt
  • riolit
  • andezit

bázisos

semleges

savanyú

<52%

52-65%

>65%

(SiO2 tartalom)

 

A tűzhányók eloszlása és a kőzetlemezek

A működő tűzhányók tenger közelében vagy szigeteken helyezkednek el. Pl.: Vezúv, Etna, Stromboli, Fuji

A lemeztektonikai magyarázat szerint a vulkánok elhelyezkedésénél az a döntő, hogy e területek egyben lemezhatárok is. A kőzetolvadék, a magma e határok mentén talál kijáratot a felszínre.

A vulkáni működés és a felszínre kerülő anyag jellege a magma kémiai összetételétől függ.

 

Vulkánok csoportosítása:

§         kőzetek szilikáttartalma szerint:

o       bázisos (<52%)

o       semleges (52-65%)

o       savanyú (>65%)

§         kitörési alkalmak szerint:

o        egyszer

o        többször

§         működés folyamatossága szerint:

o        folyamatosan, állandóan, remanens

o        szakaszosan, periodikus

o        alkalomszerűen, epizodikus

§         működés állapota szerint:

o        működő, aktív

o        szunnyadó

o        kialudt

§         felszínre hozott anyagok minősége szerint:

o        láva

o        törmelék v. por

o        vegyes v. réteg (sztrato)

o        gáz

 

Vulkánosság távolodó lemezszegélyeknél:

A hátságok magmája nagy mélységből, az asztenoszférából érkezik

Hőmérséklete 1100-1200°C.

A nagy mélységből származó anyag fémes elegyrészekben gazdag, SiO2-ban viszont szegényebb => bázisos kőzetek => gabbró – bazalt

§         párnaláva: a bazalt jellegzetes kerekded formában szilárdul meg; a tenger alatti lejtőkön leguruló rögök belseje még izzik, külső burka viszont már lehűlve bekérgeződik, de a kérgen még ki-kibuggyan a forró anyag; pl. a Bükk-hegység peremén fekvő Darnó-hegyen

§         pajzsvulkán: Izlandon, Hawaii-szigeteken         a gabbrós magma feszítő gázokban szegény, ezért a

§         bazaltfennsík: Izlandon, Dekkán-fennsíkon       szárazföldön felszínre kerülő bazaltláva hígan folyós

 

Vulkánosság közeledő, fölemésztődő lemezszegélyeknél:

Az árkokhoz kötődő tűzhányók magmája az alábukó és megolvadó kőzetlemezből származik

Hőmérséklete: 800-900°C

Az alábukó kőzetlemezek sok vízdús tengeri üledéket is mélybe szállítanak, ami megnöveli a magma nyomását, gáztartalmát és a felszínre törő láva erejét

§         sűrűbb láva => meredekebb vulkáni kúp

§         magasabb gáztartalom => heves robbanások

§         robbanás => lávaömlés, törmelékszórás => törmelék + hamu + salak => tufa, vulkáni törmelékes kőzet

A magma a szárazföldi kőzetlemez repedésein keresztül tör a felszínre => útközben magába olvasztja a szárazföldi kéreg szilikátokban gazdag anyagának egy részét => SiO2 > fém

ð      világosabb kőzetek

ð      semleges vulkáni kőzetek: diorit – andezit

ð      savanyú vulkáni kőzetek: gránit – riolit

Rétegtűzhányók, sztratovulkánok: andezites kőzetekből (andezitláva, tufa) állnak; 35. ábra

Kráterkúpos tűzhányók: a magcsatornán felnyomuló anyag központi kürtőn keresztül tör a felszínre, a kürtő a felszínen kráterben végződik

Kaldérakúpos tűzhányók: a kráterkúp tetejét egy heves robbanás beszakíthatja, így jönnek létre a robbanásos, beszakadások kaldérák; pl.: Mount St. Helens-tűzhányó (1980)

Dagadókúpos tűzhányók: a sűrűn folyó felszínre türemkedő savanyú lávák (riolit) gyorsan megszilárdulnak => elzárják a kráternyílást (dagadókúpok) => a mélyben felgyülemlő vízgőz és gázok feszítőerje => hatalmas robbanás
=> legpusztítóbb vulkánkitörés; pl.: Mont Pelée tűzhányó, nógrádi hegy

 

Vulkánosság a kőzetlemezek belső területein:

A vulkánok láncszerűen helyezkednek el

Forró pontok: e pontokon a köpenyből feláramló magma lyukat éget a kőzetburokba, és így jön létre a vulkáni működés

A kőzetlemez továbbhalad => az előző helyen megszűnik a vulkáni működés, de a forró folt is újabbat éget a litoszférán

 

A vulkáni utóműködés (posztvulkáni tevékenység): gőz- és gázszivárgások figyelhetők meg

§         fumarolák: 200-900°C, főleg vízgőzből álló kigőzölgések, amelyekhez különféle vegyületek (pl. NaCl, KCl) társulhatnak

§         szolfatárák: 200-400°C, kénvegyületeket tartalmazó kigőzölgések

§         mofetták: < 100°C, jórészt száraz CO2 gázfeltörések

§         savanyúvizek: vulkáni szénsavas források, pl. Erdély borvizei, a Mátra csevicéi

§         gejzír, szökőhévforrás: pár tíz méter mély, vulkáni kőzetek melege => bekerülő víz felhevítése => felforr (de csak ha a vízoszlop legfelső része is eléri a forrpontot) => a víz robbanásszerűen gázállapotba meg át => kilövell a felszínre => a víz lehűl => visszahull a kürtőbe => kezdődik előlről(pl.: az észak-amerikai Yellowstone Nemzeti Parkban, Izlandon)

 

Híres vulkánkitörések:

§         79. aug. 24. – Vezúv kitörése (Pompei és Herculaneum elpusztulása)

§         1883 – Krakatau (36 ezer áldozat + cunami áldozatai) => Anakrakatau

§         1815 - Tombora (forró gáz, hamu és láva => járvány, élelemhiány => 1816 – a nyár nélküli év)

 

 

A kőzetlemezek és a földrengések

 

A földrengéseket a szilárd kőzettestek elmozdulása okozza, a lemezhatárokhoz kötődnek. Az elmozdulás keltette feszültségek földrengésekben oldódnak fel.

 

Keletkezése:

§         szerkezeti rengések(85%)

o        Cirkum-Pacifikus övezet (70%)

o        Alp-Himalája övezet

o        Óceánközepi hátságok

§         vulkanizmussal kapcsolatos rengések (7%)

§         beszakadásos (3%)

§         talajnyugtalanság (5%)

 

Hipocentrum, rengésfészek: a földrengések mélységbeli kipattanásának a helye

 

Epicentrum, rengésközpont: a Föld középpontja és a rengésfészek közötti képzeletbeli egyenes földfelszíni döféspontja

 

A földrengés fizikailag hullámmozgásként írható le:

§         hosszanti hullám: rezgőmozgást végezve a kőzeteket összenyomja, ill. kitágítja

§         merőlegesen terjedő, keresztirányú rezgést végző hullám

 

Szeizmográf: a földrengéshullámok mérésére szolgáló eszköz; áll: forgószalagos műszerházból és írókarból

 

Gyakorisága: évente: 700-800 ezer ¬> érzékelhető: 150 ezer ¬> pusztító: 3-400

 

Benioff-öv:

§         sekély

hátságok, távolodó lemezszegélyek mentén

szubdukciós övezetben, mélytengeri árkok mentén

§         közepes

 

§         mély

 

Földrengések erősségének mérése:

Mercalli-skála

Richter-skála

§         a rengések hatásait veszi figyelembe

§         szeizmográfok műszeres mérésein alapszik

§         12 fokozatú

§         gyakran 9 fokozatúnak nevezik, de a földrengés méretének elméletileg nincs felső határa

§         évszázadokkal ezelőtti földrengések is osztályozhatók

§         tényszerű adatokon nyugszik

§         csak lakott területekre alkalmazható

 

a földrengés mérete és a pusztítás nagysága között nincs egyenes arányosság

a rombolás nagysága függ:

X       kőzetviszonyok

X       beépítés

X       népsűrűség

 

Kísérő jelenségek:

§         cúnami, szökőár

§         tűzvész

§         járványok

 

 

A kőzetlemezek és a hegységképződés

 

Hegységrendszer: egy hegységképződési időszak során képződött hegységek összessége

 

Geoszinklinálisok: azok a nagy kiterjedésű üledékgyűjtő medencék, amelyekben a hegységek anyaga halmozódik fel

 

Felhalmozott anyag (szárazföldről bekerülő üledékek + vulkáni kőzetek) ¬> gyűrődés / vetődés ¬> kiemelkedés => hegységek

 

Gyűrődés: a földkéreg rétegeinek oldalirányú nyomás hatására kialakuló meghajlása; a mélyben lévő nagy nyomás és magas hőmérséklet miatt képlékeny rétegekben megy végbe;

alapformája: redő (45-46. ábra)

§         álló redő

§         ferde-, dőlt redő

§         fekvő redő

§         áttolt takaróredő

 

Vetődés: a szilárd kőzetanyag két tömbjének töréses elmozdulása az ún. vetősík mentén; az elmozdulás függőleges és vízszintes irányban is végbemehet

rög: vetők által közrefogott kőzettömeg

48. ábra

 

A hegységek ütköző lemezszegélyeken képződnek

A geoszinklinálikokban képződő, felhalmozódó üledékmeggyűrődése, a tektogenezis az alábukási sávok mélytengeri árkaiban megy végbe. Ezekhez a területekhez, vagyis az egymással üköző lemezek szegélyéhez kapcsolódik a hegységképződés.

A különféle lemezhatárokon eltérő jellegű hegységek jönnek létre:

§         két óceáni lemez ütközése:
a mélytengeri árok egy óceáni medence külső övezetében helyezkedik el; az óceáni kőzetlemezek ütközésekor szigetívek (főként vulkáni anyagokból állnak) jönnek létre; üledékek a szigetív szárazföld felőli oldalán lévő óceáni medencében gyakoribbak; pl. Csendes-óceán nyugati részének szigetei

§         óceáni és szárazföldi lemez ütközése:
a nagyobb sűrűségű óceáni lemez a vastagabb, kisebb sűrűségű kontinentális lemez alá bukik; a mélytengeri árkokban savanyú vulkánosság uralkodik => hegységekben magmás kőzetek; az üledék egy része is redőkbe gyűrődik

49. ábra

§         két kontinentális lemez ütközése:
kezdetben itt is kisebb óceáni medencék voltak, azonban megsemmisültek; az óceáni medence, a geoszinklinális üledékei meggyűrődtek; az eltérő sebességgel mozgó lemezhatárokon ekkor alakultak ki a ferde és fekvő redők => egymásra tolódva v. idősebb kőzetre => takaróredők;
az ütközéskor a kontinentális lemezperemről mikrolemezek szakadtak, töredeztek le => hegységvonulatok elhelyezkedése; felépítés: meggyűrt üledékek, vulkáni kőzetek, ofiolitok (óceánfenák foszlányok) => valaha óceánközepi hátságok voltak
50. ábra

 

Orogenezis: a hegységek kiemelkedése
A kiemelkedés során az érintett kéregrész a takaróvastagodásnak csak töredékével lesz magasabb, mivel sokkal erősebben belemerül a köpenybe.

 

 

 
 

 

Profilkép





Archívum

Naptár
<< Szeptember / 2017 >>

Statisztika

Online: 3
Összes: 614708
Hónap: 6801
Nap: 177