Plate Tectonics

Maapallolla on kaikista maanpäällisistä planeetoista voimakkain magneettikenttä, joka muistuttaa ominaisuuksiltaan magneettista dipolia tai sauvamagneettia. Kun vastapurkautuneet vulkaaniset kivet jäähtyvät tai sedimentit laskeutuvat hitaasti järviin tai syviin merialtaisiin, niiden sisältämät magneettiset mineraalit suuntautuvat Maan ympäröivän magneettikentän mukaisesti. Tämä magneettinen suuntaus säilyy kivessä. Näiden kivien muinainen kaltevuus ja deklinaatio voidaan sitten mitata herkillä analyysilaitteilla.

Kun maanosa liikkuu Maan pinnalla, peräkkäiset nuoremmat kivet, jotka muodostuvat mantereella ja sen sisällä, tallentavat erilaisia paleomagneettisia asentoja, jotka vaihtelevat sen mukaan, missä maanosa sijaitsi kiven muodostumisen aikaan. Tämän seurauksena eri-ikäisissä kivissä säilyneiden napojen sijainti poikkeaa ilmeisesti nykyisestä magneettisten napojen asennosta (kuva 4a). Kun näiden aikaisempien napojen näennäinen sijainti yhdistetään, syntyy näennäinen polaarinen vaelluspolku (APW). Nyt tiedetään, että maapallon magneettiset navat eivät todellisuudessa poikkea tällä tavoin, ja APW-polkujen kuvaamat muutokset ovat yksinkertaisesti seurausta mantereen siirtymisestä ajan kuluessa (kuva 4b).

Kuva 4

Kuva 4 Kaksi tapaa esittää paleomagneettisia tietoja: (a) oletetaan, että manner on pysynyt ajan mittaan paikallaan, ja tallennetaan etelänavan näennäinen polaarinen vaelluspolku; (b) oletetaan, että magneettiset navat ovat ajan mittaan paikallaan, ja tallennetaan mantereen leveysasteiden ajautuminen. (Mukailtu lähteestä Creer, 1965)

APW-polut ovat kuitenkin edelleen yleisesti käytetty työkalu, koska ne tarjoavat hyödyllisen menetelmän eri paikoista saatujen paleomagneettisten tietojen vertailuun. Ne ovat erityisen käyttökelpoisia kartoitettaessa mannerten repeytymistä ja ompelemista.

Kuvasta 5a nähdään, että Pohjois-Amerikalla ja Euroopalla on yksilölliset näennäiset polaariset vaellusreitit. Ne ovat kuitenkin pitkälti samankaltaisia siinä mielessä, että niillä on samanlaisia suunnanmuutoksia samaan aikaan. Kuvassa 5b on esitetty APW-reitit, jos Atlantin valtameri suljetaan sovittamalla mannerjalustat yhteen.

Kuva 5

Kuva 5 (a) Pohjois-Amerikan ja Euroopan näennäiset polaariset vaellusreitit mitattuna, (b) Pohjois-Amerikan ja Euroopan näennäiset polaariset vaellusreitit, kun Atlantti suljetaan. Kuvassa on esitetty peräkkäisten geologisten ajanjaksojen navat. (c) Euroopan ja Siperian näennäiset polaariset vaellusreitit. (Mukailtu lähteestä Mussett ja Khan, 2000)

Kysymys 2

Mitä tämä kertoo Pohjois-Amerikan ja Euroopan mantereiden massoista näiden paleomagneettisten tallenteiden kattamina ajanjaksoina?

Vastaus

Kaksi mannerta liikkuivat yhdessä yhtenä massana ordoviikista aina Atlantin valtameren avautumiseen asti jurakaudella.

Kääntäen, jos kahden alueen APW-radat olivat aluksi erilaiset, mutta muuttuivat myöhemmin samankaltaisiksi, yksi selitys olisi se, että nämä kaksi aluetta sijaitsivat alun perin itsenäisillä maamassoilla, jotka sitten törmäsivät toisiinsa ja alkoivat sittemmin liikkua yhdessä yhtenä mantereena.

Tehtävä 2

Mitä kuvan 5c APW-polut kertovat siitä, miten Eurooppa ja Siperia ovat ajautuneet siluurikaudesta nykypäivään?

Vastaus

Euroopan ja Siperian APW-osuudet ovat samat aina triaskaudelle asti, mutta ennen tätä aikaa Siperian napa oli Euroopan navasta länteen. Tämä osoittaa, että nämä kaksi aluetta olivat osa eri maamassoja triaskaudelle asti; tuolloin niiden on täytynyt törmätä toisiinsa, ja sen jälkeen ne jatkoivat liikkumistaan yhtenä kokonaisuutena.

Vaikka Wegener keräsi todistusaineistoa ja geologisia, paleontologisia ja paleomagneettisia tietoja oli yhä enemmän, hänen teoriaansa mantereiden ajelehtimisesta vastustettiin edelleen jyrkästi, minkä vuoksi vain muutamat tulevaisuuteen suuntautuneet henkilöt jatkoivat todistusaineiston etsintää teoriansa tueksi (laatikko 1).

Tieteellinen oppositio järkeili, että jos mantereet liikkuvat erilleen, niiden on varmasti joko jätettävä aukko siihen paikkaan, jossa ne kerran sijaitsivat, tai vaihtoehtoisesti niiden on työnnyttävä ympäröivän merenpohjan läpi liikkeensä aikana. Tuon ajan geofyysikot esittivät nopeasti laskelmia, jotka osoittivat, että mantereet eivät voineet käyttäytyä tällä tavoin, ja mikä tärkeämpää, kukaan ei osannut kuvitella fysikaalista mekanismia, joka ajaisi mantereita Wegenerin ehdottamalla tavalla. Näin ollen mannerten ajelehtimista koskeva teoria ei saanut tuolloin tieteellistä suosiota, ja se jäi yhä enemmän huomiotta useiden vuosikymmenten ajan. Jotta Wegenerin ajatukset saisivat laajemman tieteellisen hyväksynnän, niiden oli odotettava suurempaa ymmärrystä maapallon sisäisestä rakenteesta ja prosesseista, jotka ohjaavat sen sisäisen lämmön häviämistä.