Wyróżniającą cechą litosfery ziemskiej, związaną ze zjawiskiem globalnej tektoniki naszej planety, jest obecność dwóch rodzajów skorupy: kontynentalnej, która tworzy masy kontynentalne, oraz oceanicznej. Różnią się one składem, strukturą, grubością i charakterem panujących procesów tektonicznych. Ważną rolę w funkcjonowaniu pojedynczego układu dynamicznego, jakim jest Ziemia, odgrywa skorupa oceaniczna. Aby wyjaśnić tę rolę, najpierw należy rozważyć jej nieodłączne cechy.
Charakterystyka ogólna
Oceaniczny typ skorupy tworzy największą strukturę geologiczną planety - dno oceanu. Skorupa ta ma niewielką grubość, od 5 do 10 km (dla porównania grubość skorupy kontynentalnej wynosi średnio 35–45 km i może osiągnąć 70 km). Zajmuje około 70% całkowitej powierzchni Ziemi, ale pod względem masy jest prawie czterokrotnie gorszy od skorupy kontynentalnej. Średnia gęstośćkamienie to blisko 2,9 g/cm).
W przeciwieństwie do izolowanych bloków skorupy kontynentalnej, oceaniczna jest pojedynczą strukturą planetarną, która jednak nie jest monolityczna. Litosfera Ziemi jest podzielona na wiele ruchomych płyt utworzonych przez sekcje skorupy i leżący pod nią górny płaszcz. Oceaniczny typ skorupy występuje na wszystkich płytach litosferycznych; istnieją płyty (na przykład Pacyfik lub Nazca), które nie mają mas kontynentalnych.
Tektonika płyt i wiek skorupy ziemskiej
W płycie oceanicznej wyróżnia się tak duże elementy konstrukcyjne, jak stabilne platformy - thalassokratony - oraz aktywne grzbiety śródoceaniczne i rowy głębinowe. Grzbiety to obszary rozprzestrzeniania się lub oddalania się płyt i tworzenia nowej skorupy, a rowy to strefy subdukcji lub subdukcji jednej płyty pod krawędzią drugiej, gdzie skorupa jest niszczona. Następuje więc jej ciągła odnowa, w wyniku której wiek najstarszej tego typu skorupy nie przekracza 160–170 mln lat, czyli powstała w okresie jurajskim.
Z drugiej strony należy mieć na uwadze, że typ oceaniczny pojawił się na Ziemi wcześniej niż typ kontynentalny (prawdopodobnie na przełomie katarcheanów – archeanów, około 4 miliardów lat temu) i charakteryzuje się znacznie bardziej prymitywna struktura i kompozycja.
Co i jak wygląda skorupa ziemska pod oceanami
Obecnie występują zazwyczaj trzy główne warstwy skorupy oceanicznej:
- Osadnik. Kształcił się wgłównie skały węglanowe, częściowo iły głębinowe. W pobliżu zboczy kontynentów, zwłaszcza w pobliżu delt dużych rzek, znajdują się również osady terygeniczne dostające się do oceanu z lądu. Na tych obszarach gęstość opadów może wynosić kilka kilometrów, ale średnio jest niewielka - około 0,5 km. Opady praktycznie nie występują w pobliżu grzbietów śródoceanicznych.
- Baz altowy. Są to lawy typu poduszkowego, które z reguły wybuchają pod wodą. Dodatkowo warstwa ta obejmuje znajdujący się poniżej złożony kompleks grobli - specjalne intruzje - o składzie dolerytu (czyli również baz altu). Jego średnia grubość wynosi 2–2,5 km.
- Gabro-serpentynit. Składa się z natrętnego analogu baz altu - gabro, aw dolnej części - serpentynitów (przeobrażonych ultrabazowych skał). Miąższość tej warstwy według danych sejsmicznych sięga 5 km, a czasem więcej. Jego podeszwa jest oddzielona od górnego płaszcza pod skorupą specjalnym interfejsem - granicą Mohorovichicha.
Struktura skorupy oceanicznej wskazuje, że w rzeczywistości formację tę można w pewnym sensie uznać za zróżnicowaną górną warstwę płaszcza ziemskiego, składającą się ze skrystalizowanych skał, na którą nakłada się z góry cienka warstwa osadów morskich.
Przenośnik dna oceanu
Jest jasne, dlaczego w tej skorupie jest niewiele skał osadowych: po prostu nie mają czasu na akumulację w znacznych ilościach. Rośnie ze stref rozprzestrzeniania się w obszarach grzbietów śródoceanicznych z powodu napływu ciepłamateria płaszcza podczas procesu konwekcji, płyty litosferyczne niejako przenoszą skorupę oceaniczną coraz dalej od miejsca powstania. Są unoszone przez poziomy odcinek tego samego powolnego, ale potężnego prądu konwekcyjnego. W strefie subdukcji płyta (i skorupa w jej składzie) pogrąża się z powrotem w płaszczu jako zimna część tego przepływu. Jednocześnie znaczna część opadów jest odrywana, kruszona i ostatecznie idzie do zwiększenia skorupy typu kontynentalnego, czyli do zmniejszenia powierzchni oceanów.
Oceaniczny typ skorupy ma tak interesującą właściwość jak anomalie magnetyczne paska. Te naprzemienne obszary bezpośredniego i wstecznego namagnesowania baz altu są równoległe do strefy rozprowadzania i są rozmieszczone symetrycznie po obu jej stronach. Powstają one podczas krystalizacji lawy baz altowej, kiedy to uzyskuje ona namagnesowanie szczątkowe zgodnie z kierunkiem pola geomagnetycznego w danej epoce. Ponieważ wielokrotnie doświadczał inwersji, kierunek namagnesowania okresowo zmieniał się na przeciwny. Zjawisko to jest wykorzystywane w paleomagnetycznym datowaniu geochronologicznym, a pół wieku temu służyło jako jeden z najsilniejszych argumentów na rzecz poprawności teorii tektoniki płyt.
Oceaniczny typ skorupy w cyklu materii i bilansie cieplnym Ziemi
Uczestnicząc w procesach tektoniki płyt litosferycznych, skorupa oceaniczna jest ważnym elementem długotrwałych cykli geologicznych. Taki jest na przykład powolny obieg wody płaszczowo-oceanicznej. Płaszcz zawiera dużowoda, a znaczna jej ilość przedostaje się do oceanu podczas tworzenia warstwy baz altowej młodej skorupy. Ale podczas swojego istnienia skorupa z kolei jest wzbogacana z powodu tworzenia się warstwy osadowej z wodą oceaniczną, której znaczna część, częściowo w postaci związanej, przechodzi do płaszcza podczas subdukcji. Podobne cykle dotyczą innych substancji, takich jak węgiel.
Tektonika płyt odgrywa kluczową rolę w bilansie energetycznym Ziemi, umożliwiając powolne odprowadzanie ciepła z gorących wnętrz i z dala od powierzchni. Co więcej, wiadomo, że w całej historii geologicznej planety aż 90% ciepła oddało się przez cienką skorupę pod oceanami. Gdyby ten mechanizm nie zadziałał, Ziemia pozbyłaby się nadmiaru ciepła w inny sposób – być może jak Wenus, gdzie, jak sugeruje wielu naukowców, doszło do globalnego zniszczenia skorupy, gdy przegrzana substancja płaszcza przedostała się na powierzchnię. Tak więc znaczenie skorupy oceanicznej dla funkcjonowania naszej planety w trybie odpowiednim do istnienia życia jest również niezwykle wysokie.
