Vnější plášť

Vnější, pevná, skalnatá vrstva Země se nazývá zemská kůra. Je tvořena snadno tavitelnými horninami s nízkou hustotou; kontinentální kůra je tvořena převážně žulovými horninami (viz žula), zatímco složení oceánské kůry odpovídá především složení čediče a gabra. Analýzy seismických vln, které vznikají při zemětřeseních v nitru Země, ukazují, že zemská kůra sahá asi 50 km pod kontinenty, ale jen 5-10 km pod dna oceánů.

Přečtěte si více o tomto tématu

geoid: Určení tvaru Země

Zásluha za myšlenku, že Země má kulový tvar, se obvykle připisuje Pythagorovi (rozkvetl v 6. století př. n. l.) a…

Na bázi zemské kůry dochází k prudké změně v pozorovaném chování seismických vln, která označuje rozhraní s pláštěm. Plášť je tvořen hustšími horninami, na kterých plují horniny zemské kůry. V geologickém časovém měřítku se plášť chová jako velmi viskózní tekutina a na napětí reaguje prouděním. Svrchní plášť a zemská kůra se společně mechanicky chovají jako jediná tuhá vrstva, která se nazývá litosféra.

Vnější litosférický plášť Země není jeden souvislý celek, ale je rozdělen, podobně jako mírně prasklá vaječná skořápka, asi na tucet hlavních samostatných tuhých bloků neboli desek. Existují dva typy desek, oceánské a kontinentální. Příkladem oceánské desky je Tichomořská deska, která se táhne od Východního Pacifiku až k hlubokomořským příkopům ohraničujícím západní část Tichomořské pánve. Příkladem kontinentální desky je Severoamerická deska, která zahrnuje Severní Ameriku i oceánskou kůru mezi ní a část Středoatlantského hřbetu. Ten je obrovský podmořský horský řetězec, který se táhne po ose Atlantické pánve a prochází uprostřed mezi Afrikou a Severní a Jižní Amerikou.

Litosférické desky jsou pod oceány silné asi 60 km a pod kontinenty 100-200 km. (Je třeba poznamenat, že tyto tloušťky jsou dány mechanickou tuhostí litosférického materiálu. Neodpovídají tloušťce zemské kůry, která je ve své základně definována diskontinuitou chování seismických vln, jak je uvedeno výše). Pohybují se na slabé, možná částečně roztavené vrstvě svrchního pláště zvané astenosféra. Pomalé konvekční proudy hluboko v plášti, které vznikají radioaktivním ohřevem jeho nitra, pohánějí boční pohyby desek (a kontinentů na nich) rychlostí několika centimetrů za rok. Desky se vzájemně ovlivňují podél svých okrajů a tyto hranice se na základě relativních pohybů sousedních desek dělí na tři obecné typy: divergentní, konvergentní a transformační (nebo také strike-slip).

V oblastech divergence se dvě desky od sebe vzdalují. Vztlakové pohyby v plášti nutí desky k rozchodu v riftových zónách (například podél středu dna Atlantského oceánu), kde magmata z podložního pláště vystupují a vytvářejí nové horniny oceánské kůry.

Podél konvergentních hranic se litosférické desky pohybují směrem k sobě. Když se kontinentální a oceánská deska spojí, přední okraj oceánské desky je zatlačen pod kontinentální desku a dolů do astenosféry – tento proces se nazývá subdukce. Subdukci však podléhají pouze tenčí a hustší desky oceánské kůry. Když se dva silnější a plovoucí kontinenty spojí v konvergentních zónách, odolávají subdukci a mají tendenci se prohýbat, čímž vznikají velká pohoří. Himálaj spolu s přilehlou Tibetskou náhorní plošinou vznikly při takové srážce kontinentů, kdy byla Indie vnesena do euroasijské desky relativním pohybem indicko-australské desky.

Při třetím typu hranice desek, tzv. transformační variantě, se dvě desky posouvají rovnoběžně vedle sebe v opačných směrech. Tyto oblasti jsou často spojeny s vysokou seismicitou, protože napětí, která se hromadí v posuvných deskách zemské kůry, se v určitých intervalech uvolňují a vyvolávají zemětřesení. Příkladem tohoto typu hranice je zlom San Andreas v Kalifornii, který je také znám jako zlom nebo zlomová zóna (viz podmořská zlomová zóna).

Většina aktivních tektonických procesů na Zemi, včetně téměř všech zemětřesení, probíhá v blízkosti okrajů desek. Podél subdukčních zón vznikají sopky, protože oceánská kůra má tendenci se při sestupu do horkého pláště přetavovat a poté vystupovat na povrch v podobě lávy. V místech, jako je západní Pacifik a západní pobřeží Ameriky, tak vznikají řetězce aktivních, často explozivních sopek. Starší pohoří, erodovaná zvětráváním a odtokem, vyznačují zóny dřívější plošné aktivity. Nejstaršími, geologicky nejstabilnějšími částmi Země jsou centrální jádra některých kontinentů (například Austrálie, části Afriky a sever Severní Ameriky). Nazývají se kontinentální štíty a jsou to oblasti, kde je stavba pohoří, zlomy a další tektonické procesy oslabeny ve srovnání s aktivitou, která probíhá na hranicích mezi deskami. Vzhledem k jejich stabilitě měla eroze čas zarovnat topografii kontinentálních štítů. Právě na štítech se také lépe zachovaly geologické důkazy o kráterových jizvách po dávných dopadech asteroidů a komet. I zde však tektonické procesy a působení vody smazaly mnoho dávných rysů. Naproti tomu většina oceánské kůry je podstatně mladší (desítky milionů let) a žádná z nich není starší než 200 milionů let.

Tento koncepční rámec, v němž vědci nyní chápou vývoj zemské litosféry – označovaný jako desková tektonika – je téměř všeobecně přijímán, i když mnoho detailů ještě zbývá dořešit. Vědci se například dosud neshodli na tom, kdy vznikla původní kontinentální jádra nebo před jak dlouhou dobou začaly působit moderní deskové tektonické procesy. Je jisté, že procesy vnitřní konvekce, segregace minerálů částečným tavením a rekrystalizací a bazaltový vulkanismus fungovaly intenzivněji v první miliardě let historie Země, kdy bylo nitro planety mnohem teplejší než dnes, nicméně způsob vzniku a rozptylu pevninských mas na povrchu mohl být jiný.

Když vyrostly hlavní kontinentální štíty, byla desková tektonika charakterizována cyklickým sestavováním a rozpadem superkontinentů vzniklých sloučením mnoha menších kontinentálních jader a ostrovních oblouků. Vědci v geologickém záznamu identifikovali dva takové cykly. Asi před 700 miliony let, na konci prekambria, se začal rozpadat superkontinent na několik velkých kontinentů, ale asi před 250 miliony let, na začátku triasu, pokračující driftování těchto kontinentů vyústilo v jejich opětovné spojení do jediné superkontinentální pevniny zvané Pangea. Asi o 70 milionů let později se Pangea začala rozpadat a postupně vzniklo dnešní uspořádání kontinentů. Rozložení je stále asymetrické, kontinenty se nacházejí převážně na severní polokouli naproti Tichomořské pánvi.

Překvapivé je, že ze čtyř terestrických planet pouze Země vykazuje známky dlouhodobé a všudypřítomné deskové tektoniky. Venuše i Mars vykazují geologii, v níž převládá bazaltový vulkanismus na převážně nehybné kůře, pouze se slabými náznaky případně omezených epizod horizontálního pohybu desek. Merkur je ze své podstaty mnohem hustší než ostatní terestrické planety, což naznačuje větší kovové jádro; jeho povrch je z větší části pokryt impaktními krátery, ale vykazuje také globální vzor jizvení, který naznačuje smršťování planety, spojené možná s vnitřním ochlazováním. Pro deskovou tektoniku, která se vyskytuje na Zemi, jsou zřejmě nezbytné velké rozměry planety (tedy vysoký tepelný tok a tenká kůra), což vylučuje Mars, a všudypřítomná voda v kůře, která změkčuje horniny, což Venuše ztratila velmi brzy ve své historii. Ačkoli je Země skutečně geologicky aktivní, a má tedy mladistvý povrch, povrch Venuše mohl být během poslední miliardy let zcela obnoven globálním bazaltickým vulkanismem a na malých částech povrchu Marsu mohlo dojít k velmi nedávné erozi způsobené kapalnou vodou nebo sesuvy půdy.

.