Spredning af havbunden: Forklaring, årsager og betydning i pladetektonik
Spredning af havbunden: Forklaring, årsager og betydning i pladetektonik — lær hvordan mellemoceaniske rygge, magma og spredningshastigheder driver kontinentaldrift.
Spredning af havbunden sker på bunden af et hav, når tektoniske plader bevæger sig fra hinanden. Havbunden flytter sig og tager kontinenter med sig. På højderyggen midt i havene dannes der ny havskorpe. Den drivende kraft for spredningsrygge på havbunden er tektoniske pladers træk snarere end magmapres, selv om der typisk er betydelig magmaaktivitet på spredningsrygge. Ny dannet havskorpe består i hovedsagen af basaltisk materiale (MORB — mid-ocean ridge basalt) og opbygges fra overfladen ned gennem vulkanske lavastrømme, dikekomplekser og underliggende gabbroiske intrusiver. Den oceaniske skorpe er generelt tyndere og tungere end kontinentalskorpen (typisk ~6–7 km tykkelse) og er kontinuerligt fornyet ved ryggen og ældes i takt med, at den glider bort fra spredningszonen.
Proces og struktur ved en mellemoceanisk ryg
På den Midtatlantiske Ryg (og andre steder) stiger materiale fra den øvre kappe op gennem bruddene mellem oceaniske plader. Det danner ny skorpe, efterhånden som pladerne bevæger sig væk fra hinanden. Den nye skorpe bevæger sig derefter langsomt væk fra ryggen. Spredning af havbunden er med til at forklare kontinentaldriften i pladetektonikken. Ved havgrave glider havbundskorpen ned og ind under kontinentalskorpen.
Langs ryggen findes ofte et centralt sprækkebælte eller rift-dal, hvor magma trænger op. Ryggen er afgrænset af transformforkastninger og brudzoner, som forskyder ryggen og skaber karakteristiske linjer kaldet fracture zones. Ved spredningszonen opstår også store mængder hydrotermal aktivitet: varm væske cirkulerer gennem sprækker i den unge skorpe og danner svartørs-systemer (black smokers), som understøtter særlige økosystemer baseret på kemisk energi i stedet for sollys.
Beviser for havbundsspredning
- Paleomagnetiske striber: Den vulkanske havskorpe registrerer Jordens magnetfelt ved størkning. Periodiske magnetiske omvendelser danner symmetriske magnetiske "striber" på begge sider af ryggen, som er stærkt overbevisende beviser for løbende dannelse af ny skorpe.
- Alder og afstand: Prøver og boredata viser, at havbundens alder øges systematisk med afstanden fra ryggen.
- Varmeflow og seismisk aktivitet: Høj varmeflow nær rygge og fordeling af lave fokale jordskælv langs ryggen stemmer overens med opstigende magma og sprækkeaktivitet.
- Direkte målinger: Nutidige GPS- og satellitmålinger kan kvantificere pladernes bevægelser og bekræfte spredningshastigheder målt geologisk.
Spredningshastigheder og rygtyper
Derudover bestemmer spredningshastigheden, om højderyggen er hurtig, mellemliggende eller langsom. Generelt gælder det, at hurtige højderygge har en udbredelseshastighed på over 9 cm/år. Mellemliggende højderygge har en spredningshastighed på 4-9 cm/år, mens langsomt spredte højderygge har en hastighed på under 4 cm/år.
Spredningshastigheden påvirker ryggenes topografi og geologiske karakter:
- Hurtige rygge: Har ofte bredere, glattere topografi og en mindre udtalt rift-dal. Eksempel: den østlige Stillehavsbund.
- Mellemliggende rygge: Viser både vulkansk opbygning og en moderat central rift.
- Langsomme rygge: Har ofte en dyb og smal rift-dal og en ujævn, bjergrig bund med store variationer i topografi.
Betydning i pladetektonik og geologiske konsekvenser
Tidligere teorier (f.eks. af Alfred Wegener) om kontinentaldrift gik ud på, at kontinenterne "pløjede" sig gennem havet. Den moderne idé er, at havbunden selv bevæger sig og tager kontinenterne med sig, når den udvider sig fra en mellemoceanisk ryg. I dag er det accepteret. Fænomenet skyldes konvektion i den svage øvre kappe eller asthenosfære.
Spredning af havbunden er central for dannelsen og nedbrydningen af oceaner og kontinenter. Når oceanisk skorpe dannes ved rygge og senere forsvinder i havgrave ved subduktion, indgår materialet i et globalt kredsløb, der påvirker vulkanisme, jordskælv, bjergkædedannelse og massebalance af skorpemateriale. Desuden har processen betydning for havcirkulation, transport af sedimenter og langtidslige klimaeffekter gennem udveksling af kemiske bestanddele mellem skorpe, kappe og hav.
Samlet set forklarer spredning af havbunden, hvordan plader bevæger sig, hvordan ny oceanisk skorpe dannes, og hvordan den ældes og til sidst genbruges ved subduktion. Feltobservationer, laboratorieforsøg og moderne måleteknikker har gjort denne mekanisme til et grundlæggende element i vores forståelse af Jordens dynamik.
Spredning på en midt-oceanisk ryg
Diagram over oceanisk ryg
Fordeling af mellemoceaniske højderygge i verden: det store billede.
Alderen af den oceaniske skorpe: den yngste (rød) er langs spredningscentre
Midtoceanisk ryg
En mellemoceanisk ryg er et bjergsystem under vandet. Det består af bjergkæder med en riftdal, der løber langs ryggen, og som er dannet af pladetektonik. En midthavsryg markerer grænsen mellem to tektoniske plader, der bevæger sig fra hinanden. En midthavsryg er dannet af en divergerende grænse.
Verdens midtoceaniske rygge er forbundet og danner et enkelt globalt midtoceanisk rygsystem, som er en del af alle oceaner. Det mellemoceaniske rygsystem er den længste bjergkæde i verden. Den sammenhængende bjergkæde er 65.000 km lang. Den er flere gange længere end Andesbjergene, den længste kontinentale bjergkæde. Den samlede længde af det oceaniske rygsystem er 80.000 km lang.
Sådan fungerer det
Midtoceaniske rygge er geologisk aktive, idet der hele tiden kommer ny magma op på havbunden og ind i skorpen ved og i nærheden af sprækker langs ryggenes akser. Den krystalliserede magma danner ny skorpe af basalt og gabbro.
De bjergarter, der udgør skorpen under havbunden, er yngst ved højderyggenes akse og bliver ældre med stigende afstand fra denne akse. Ny magma af basaltsammensætning opstår ved og nær aksen på grund af dekompressionssmeltning i den underliggende jordmantel.
Den oceaniske skorpe består af bjergarter, der er meget yngre end Jorden selv: den oceaniske skorpe i havbassinerne er overalt mindre end 200 millioner år gammel. Skorpen er i en konstant tilstand af "fornyelse" på oceanryggene. Når man bevæger sig væk fra den midtoceaniske ryg, øges havdybden gradvist; de største dybder findes i havgravene. Efterhånden som den oceaniske skorpe bevæger sig væk fra ryggenes akse, afkøles peridotiten i den underliggende kappe og bliver mere stiv. Skorpen og den relativt stive peridotit under den udgør den oceaniske lithosfære.
Langsomt spredte rygge som den Midtatlantiske ryg har store, brede riftdale, der nogle gange er op til 10-20 km brede, og et meget ujævnt terræn på ryggenes kam. I modsætning hertil er hurtige spredningsrygge som East Pacific Rise smalle, skarpe indskæringer omgivet af en generelt flad topografi, der skråner væk fra ryggen over mange hundrede kilometer.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er spredning af havbunden?
A: Spredning af havbunden er en proces, der sker på bunden af et hav, hvor tektoniske plader bevæger sig fra hinanden. Når de bevæger sig, dannes der ny havskorpe, og kontinenterne bliver ført med.
Sp: Hvad er årsagen til spredning af havbunden?
A: Den motiverende kraft for spredningsrygge på havbunden er tektoniske pladers træk snarere end magmapres, selv om der typisk er betydelig magmaaktivitet ved spredningsrygge. Desuden bidrager konvektion i den svage øvre kappe eller asthenosfære også til dette fænomen.
Spørgsmål: Hvor sker spredningen af havbunden?
Svar: Spredning af havbunden sker hovedsagelig på højderygge midt i havene og i grøfter nær kontinentalskorperne.
Spørgsmål: Hvor hurtigt sker spredningen af havbunden?
A: Hastigheden af havbundsspredning varierer afhængigt af, hvilken type ryg, den finder sted på; hurtige rygge har en hastighed på mere end 9 cm/år, mellemliggende rygge har en hastighed på mellem 4-9 cm/år, og langsomt spredte rygge har en hastighed på mindre end 4 cm/år.
Sp: Hvordan forklarer spredning af havbunden kontinentaldriften?
Svar: Spredning af havbunden er med til at forklare kontinentaldrift i pladetektonikken ved at vise, at når havbunden bevæger sig væk fra den mellemoceaniske ryg, tager den kontinenter med sig, når den udvider sig. Denne moderne idé erstattede tidligere teorier (f.eks. Alfred Wegeners), som foreslog, at kontinenterne i stedet "pløjede" gennem havet.
Spørgsmål: Hvad var Alfred Wegeners teori om kontinentaldrift?
A: Alfred Wegeners teori om kontinentaldrift var, at kontinenterne "pløjede" gennem havet i stedet for at blive båret af havbundens bevægelse, som moderne teorier foreslår i dag.
Søge