Η ΓΗΙΝΗ ΣΦΑΙΡΑ. Ε. Οι Μεταβολές του πλανήτη μας

Transcript

1 Ε. Οι Μεταβολές του πλανήτη μας Η ΓΗΙΝΗ ΣΦΑΙΡΑ Η γη δημιουργείται από τη συσσώρευση ψυχρών σωματιδίων σκόνης που έλκονται από δυνάμεις βαρύτητας Τα εξωτερικά στρώματα συμπιέζουν με το βάρος τους το εσωτερικό και η πίεση σε συνδυασμό με ενέργεια από τα ραδιενεργά πετρώματα προκαλεί τήξη του εσωτερικού. 1

2 Η ΗΛΙΚΙΑ ΤΗΣ ΓΗΣ Earth the nest of peace Anastasia-Theodora Timoleon (11 years old) Thessaloniki (Greece) 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια Από ραδιοχρονολόγηση Ακτίνα: 6371 χλμ, Φλοιός: 5-40 χλμ 2

3 ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ ΓΙΑ ΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΗΣ ΓΗΣ Γεωτρήσεις μέχρι 10 km Έμμεσες μέθοδοι 1. Από Γεωφυσική (μελέτη σεισμών) 2. Από μελέτη μετεωριτών 3. Εργαστηριακά πειράματα 3

4 ΣΕΙΣΜΟΙ ΜΕΛΕΤΗ ΣΕΙΣΜΩΝ Ο σεισμός δημιουργεί κύματα, άλλα επιφανειακά και άλλα εγκάρσια που εισχωρούν στο εσωτερικό της Γης. Μας ενδιαφέρουν τα δεύτερα. Διακρίνονται σε επιμήκη και εγκάρσια. Κινούνται με ταχύτητα ανάλογα με την πυκνότητα του υλικού από το οποίο διέρχονται. Μεγάλη πυκνότητα συνεπάγεται μεγάλη ταχύτητα. 4

5 Σεισμοί Μεταφέρουν τεράστια ποσότητα ενέργειας Είδη κυμάτων Σεισμόγραμμα 5

6 Κάθε σεισμός καταγράφεται από σταθμούς σ όλο τον κόσμο και τα σεισμογράμματα δίνουν πολλές πληροφορίες για το εσωτερικό της Γης. Έχουν εντοπισθεί σημαντικές οριακές επιφάνειες όπου παρατηρείται απότομη μεταβολή της ταχύτητας των κυμάτων, όπως η ασυνέχεια Moho (χωρίζει το στερεό φλοιό από το μανδύα) και η ασυνέχεια Gutenberg (χωρίζει το μανδύα από τον πυρήνα). ΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΗΣ ΓΗΣ (ΤΟ ΑΝΩΤΕΡΟ ΤΜΗΜΑ ΣΕ ΜΕΓΕΝΘΥΝΣΗ) 6

7 Αναλογία πάχους: 1 φλοιός : 72 μανδύας : 86 πυρήνας. Ο φλοιός (μέση πυκνότητα 2,8 g/cm 3 ) αποτελείται από το Sial και το Sima. Το Sial (γρανιτικό στρώμα) αποτελείται από πετρώματα όπου δεσπόζει το πυρίτιο (Si) και το αργίλιο (Al). Το Sima (βασαλτικό στρώμα) αποτελείται από πετρώματα όπου δεσπόζει το πυρίτιο (Si) και το μαγνήσιο (Mg). Sial και Sima χωρίζονται από την ασυνέχεια Conrad. Πυκνότητα μανδύα 4,6 g/cm 3, με αβέβαιη σύσταση Ο πυρήνας έχει εξωτερικό τμήμα (υγρό) και εσωτερικό (στερεό). ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΣΤΕΡΙΑΣ-ΘΑΛΑΣΣΑΣ Περίπου ¾ της γήινης επιφάνειας κάτω από νερό. Ο Ειρηνικός Ωκεανός είναι μεγαλύτερος από όλες τις ηπείρους μαζί. Βόρειο ημισφαίριο: θάλασσα/ξηρά = 3:2 Νότιο ημισφαίριο: θάλασσα/ξηρά = 4:1 7

8 ΗΠΕΙΡΩΤΙΚΟΣ και ΩΚΕΑΝΙΟΣ ΣΤΕΡΕΟΣ ΦΛΟΙΟΣ Στερεός φλοιός κάτω από ωκεανούς: 5km Στερεός φλοιός στις ηπειρωτικές περιοχές: μέσοπάχος 40 km (έως 70 km). Υπάρχει διαφορά και στη σύσταση. Ο ηπειρωτικός αποτελείται από Sial (γρανίτης) και Sima (βασάλτης)πιο κάτω. Ο ωκεάνιος φλοιός αποτελείται αποκλειστικά από Sima (βασαλτης). Ε. Οι Μεταβολές του πλανήτη μας: Οι λιθοσφαιρικές πλάκες και οι μετακινήσεις τους 8

9 9

10 Απλοποιημένο μοντέλο της δομής του εσωτερικού της γης. ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΗ ΛΙΘΟΣΦΑΙΡΙΚΩΝ ΠΛΑΚΩΝ Ο Ortelius (1596) έλεγε ότι η Αμερική ξεσχίστηκε από την Ευρώπη. Ο Bacon (1620) θεωρούσε ότι δεν ήταν τυχαίο το συνταίριασμα των ατλαντικών ακτογραμμών της νότιας Αμερικής και της Αφρικής. Ο Snider (1858) συγκόλλησε όλες τις ηπείρους που περιβάλλουν τον Ατλαντικό προσπαθώντας να αντιστοιχίσει πετρώματα και απολιθώματα των απέναντι ακτών. Ο Wegener από το 1915 διατύπωσε την άποψη για μετατόπιση των ηπείρων, αλλά κανείς δεν... συγκινήθηκε και τον θεώρησαν «γραφικό» γιατί πίστευαν ότι το γρανιτικό στρώμα δεν μπορεί να κινηθεί πάνω από το βασαλτικό. Παρόλα αυτά μέχρι τη δεκαετία του 1950 επικρατεί η θεωρία για τη μονιμότητα ηπείρων και ωκεανών. 10

11 ΙΔΙΑ ΑΠΟΛΙΘΩΜΑΤΑ ΣΕ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΕΣ ΗΠΕΙΡΟΥΣ ΜΙΑ ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ 1596: Abraham Ortelius (Ολλανδός): Ο Ortelius διατύπωσε την άποψη πως η Αμερική «ξεσχίστηκε» από την Ευρώπη και την Ασία. Μέχρι 1700: Γίνεται ευρύτερα αποδεκτή η βιβλική εκδοχή για τον κατακλυσμό (καταστροφισμός). 1785: James Hutton (Σκωτσέζος): Διατύπωσε την άποψη πως το «μέλλον αποτελεί το κλειδί του παρελθόντος», δηλαδή, οι δυνάμεις που διαμορφώνουν σήμερα τον πλανήτη είναι οι ίδιες που υπήρχαν στο παρελθόν. 1912: Alfred Lothar Wegener (Γερμανός): Διατυπώνει τη θεωρία της κίνησης των μαζών της ξηράς. Πέθανε το 1930 στη Γροιλανδία ενώ προσπαθούσε να ανακαλύψει στοιχεία που θα εδραίωναν τη θεωρία του. 1960: Η δεκαετία του 1960 καθιέρωσε ως σωστές τις απόψεις του Wegener και εδραίωσε τις θέσεις για τις λιθοσφαιρικές πλάκες. 11

12 Η Θεωρία της κίνησης των Λιθοσφαιρικών Πλακών Διατυπώθηκε το 1960 από τους Μόργκαν, ΜακΚένζι και Λε Πιχόν. Στηρίχτηκαν στη θεωρία του Άλφρεντ Βέγκενερ ( ). Κάθε πλάκα ολισθαίνει κατά μήκος μιας άλλης ή τη σπρώχνει με μέση ταχύτητα 1-5 cm το χρόνο. Συγχρόνως, καθεμιά προβάλλει αντίσταση στην κίνηση της άλλης. Η ΔΙΕΥΡΥΝΣΗ ΤΩΝ ΩΚΕΑΝΩΝ Η θεωρία δέχεται τη διεύρυνση των ωκεανών με ταυτόχρονη απομάκρυνση των ηπείρων. Ολόκληρος ο στερεός φλοιός συμμετέχει στην κίνηση Οι ωκεανοί διευρύνονται όταν λάβα από το μανδύα βγαίνει στην επιφάνεια του πυθμένα σχηματίζοντας μεσοωκεάνιες ράχες. Η διεύρυνση των ωκεανών αποδείχθηκε στη δεκαετία του 1960 με γεωτρήσεις που έδειξαν ότι τα πετρώματα του ωκεάνιου φλοιού κοντά στις μεσοωκεάνιες ράχες είναι πολύ πρόσφατα και γίνονται παλαιότερα καθώς απομακρυνόμαστε προς τις ηπείρους. Η ηλικία σχηματισμού του Ατλαντικού είναι εκατομμύρια χρόνια. 12

13 13

14 ΛΙΘΟΣΦΑΙΡΙΚΕΣ ΠΛΑΚΕΣ Ο φλοιός χωρίζεται σε κομμάτια από τεράστια ρήγματα (μέχρι 40 χλμ βάθος) Σχηματίζει με το ανώτερο μέρος του μανδύα λιθοσφαιρικές πλάκες οι οποίες «επιπλέουν» πάνω στην ασθενόσφαιρα. Ασθενόσφαιρα: km βάθος με υλικό σε κατάσταση μερικής τήξης. Η λιθόσφαιρα είναι διασπασμένη σε 8 μεγάλες και αρκετές μικρότερες πλάκες με πάχος km Πιο πάνω βρίσκεται ο στερεός μανδύας και μετά ο στερεός φλοιός. Λιθόσφαιρα είναι ο στερεός φλοιός και ο ανώτερος (στερεός) μανδύας. 14

15 15

16 ΛΙΘΟΣΦΑΙΡΙΚΕΣ ΠΛΑΚΕΣ ΟΙ ΠΛΑΚΕΣ ΚΙΝΟΥΝΤΑΙ Οι πλάκες είναι άκαμπτες και γλιστρούν πάνω στην ασθενόσφαιρα. Κινούνται, λόγω των θερμικών ρευμάτων μεταφοράς που δρουν στο μανδύα, με τρεις τρόπους: Αποκλίνουν Συγκλίνουν Κινούνται πλευρικά 16

17 1. Αποκλίνουν (Κινούνται αντίθετα και απομακρύνονται) Στο κενό δραστηριοποιούνται ηφαίστεια και από τη λάβα δημιουργούνται μεγάλες ράχεις υποθαλάσσιες οροσειρές. π.χ Μεσο-Ατλαντική ράχη ΑΠΟΚΛΙΝΟΥΣΕΣ ΠΛΑΚΕΣ 17

18 18

19 2. Συγκλίνουν (Συγκρούονται) Η μία (η πιο πυκνή) βυθίζεται κάτω από την άλλη και δημιουργεί ρήγματα στην ασθενόσφαιρα με αποτέλεσμα ηφαίστεια σε κάποια απόσταση. (σεισμική δραστηριότητα) Η υπερκείμενη πλάκα πτυχώνεται (κάμπτεται) με αποτέλεσμα δημιουργεί οροσειρές ΣΥΓΚΛΙΝΟΥΣΕΣ ΠΛΑΚΕΣ 19

20 20

21 21

22 3. Παράλληλα και αντίθετα Οι πλάκες ούτε συγκρούονται, ούτε απομακρύνονται. Δημιουργούνται σεισμοί λόγω της μεταξύ τους τριβής π.χ Ρήγμα του S. Andreas στην Καλιφόρνια. ΠΛΕΥΡΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ 22

23 23

24 ΣΕΙΣΜΟΙ ΜΙΚΡΟΤΕΡΟΙ ΑΠΟ 5 ΣΤΗΝ ΚΛΙΜΑΚΑ ΡΙΧΤΕΡ 24

25 ΣΕΙΣΜΟΙ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΟΙ ΑΠΟ 7 ΣΤΗΝ ΚΛΙΜΑΚΑ ΡΙΧΤΕΡ Λιθοσφαιρικές πλάκες στην Ανατολική Μεσόγειο 25

26 Κατανομή της σεισμικής δραστηριότητας στον κυπριακό χώρο (1894 και 1996) ΕΝ ΚΑΤΑΚΛΕΙΔΙ Όλη η ενέργεια που εκλύεται στην επιφάνεια της Γης διοχετεύεται μέσα από καθορισμένες ζώνες που συμπίπτουν με τα όρια των πλακών. Οι λιθοσφαιρικές πλάκες είναι μονάδες πολύ βαθύτερες και ευρύτερες σε σχέση με τους γεωγραφικούς όρους «ήπειροι» και «ωκεανοί». Τα όρια μιας πλάκας μπορούν να περικλείουν κομμάτια από στεριά μαζί με κομμάτια από θάλασσα. 26

27 ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΗΠΕΙΡΩΝ 27

28 Η ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΤΗΣ ΚΥΠΡΟΥ 28

29 ΟΦΙΟΛΙΘΟΙ Νέος φλοιός σχηματίζεται πάνω από τις ζώνες καταβύθισης. Βρίσκεται κάτω από όλους τους ωκεανούς. Όταν αναδυθεί παλιός ωκεάνιος φλοιός και ανυψωθεί πάνω από τη θάλασσα τότε ο φλοιός αυτός ονομάζεται οφιόλιθος. ΟΙ ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΕΣ ΖΩΝΕΣ ΤΗΣ ΚΥΠΡΟΥ Η οροσειρά του Τροόδους Η ζώνη των Μαμωνίων Η οροσειρά του Πενταδακτύλου 29

30 ΣΤΑΔΙΑΚΗ Η ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΤΗΣ ΚΥΠΡΟΥ Κατά τη μεγαλύτερη διάρκεια του Κρητιδικού η περιοχή της Κύπρου καλύπτεται από την Τηθύς θάλασσα. Περί το τέλος του Κρητιδικού (90 ε.χ.π.) είχαμε στην περιοχή μας τη σύγκρουση της Ευρασιατικής πλάκας που κινείτο από βορρά προς νότο και της Αφρικανικής που κινείτο από νότο προς βορρά. Εξαιτίας της σύγκρουσης αυτής ο ωκεάνιος φλοιός κατακερματίστηκε (έσπασε) και ο μανδύας που βρισκόταν από κάτω άρχισε να τήκεται (να λιώνει). Το λιωμένο υλικό του μανδύα κινήθηκε προς τα πάνω και περνώντας μέσα από τον κατακερματισμένο ωκεάνιο φλοιό έφτασε στον πυθμένα του ωκεανού και δημιούργησε ένα ηφαίστειο. Η λάβα στερεοποιείται και δημιουργείται ένα μικρό νησάκι το Τρόοδος, 20 ε.χ.π., κατά το μέσο Μειόκαινο. 30

31 Η Αφρικανική πλάκα άρχισε να βυθίζεται κάτω από την Ευρασιατική. 10 ε.χ.π. οι δύο πλάκες συνέχιζαν να κινούνται η μια προς την κατεύθυνση της άλλης. Το Τρόοδος ανέβαινε συνεχώς ψηλότερα και η Αφρικανική πλάκα βυθιζόταν όλο και περισσότερο Η Ευρασιατική πλάκα άρχισε να δημιουργεί πτυχώσεις στο άκρον της που οδήγησαν στο σχηματισμό ενός δεύτερου μικρού νησιού, του Πενταδάκτυλου. Μεταξύ των δύο νησιών, που βρίσκεται κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας συνεχίζουν να κατακάθονται ιζήματα και να σχηματίζονται με την πάροδο του χρόνου πετρώματα, τα οποία ονομάζονται ιζηματογενή πετρώματα. Στο μεταξύ, στο σημείο που έρχεται σε επαφή το νησάκι του Τροόδους με τα ηφαιστειογενή πετρώματα, (πετρώματα που δημιουργήθηκαν από τη στερεοποίηση του λιωμένου υλικού του μανδύα και της λάβας του ηφαιστείου) και η Αφρικανική πλάκα δημιουργείται το σύμπλεγμα των Μαμονίων. Το σύμπλεγμα αυτό αποτελείται από σπασμένα κομμάτια της Αφρικανικής πλάκας αναμειγμένα με ιζηματογενή πετρώματα, που δημιουργούνταν εκείνη την εποχή (νεότερα). 3 0,5 ε.χ.π. το θαλάσσιο νερό, ακολουθώντας αδυναμίες του φλοιού της Γης (ρήγματα), διεισδύει χαμηλότερα στο φλοιό της Γης. Το θαλάσσιο νερό φτάνει μέχρι και το μανδύα και αλλοιώνει το υλικό του, κάνοντας την πυκνότητά του μικρότερη. Η αλλαγή αυτή των πετρωμάτων του μανδύα ονομάζεται σερπεντινίωση και προκαλεί τη δραματική άνοδο της οροσειράς του Τροόδους και των ιζηματογενών πετρωμάτων, που το περιβάλλουν. Το Τρόοδος ανυψώνεται σε υψόμετρο 2000 μ περίπου, ο Πενταδάκτυλος φτάνει στα 1000 μ περίπου. Η μεταξύ τους περιοχή αναδύεται πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας και σχηματίζει την πεδιάδα της Μεσαριάς. Έτσι σχηματίζεται η Κύπρος που συνεχίζει με αργό ρυθμό να ανέρχεται πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας. 31

32 Στην περιοχή καταβύθισης της Αφρικανικής πλάκας έχει σχηματισθεί μια τεκτονική τάφρος κάτω από τη θάλασσα. Κατά μήκος της τάφρου αυτής, εξαιτίας της τριβής κατά τη μετακίνηση των πλακών, δημιουργούνται συχνά σεισμοί. Οι δύο πλάκες συγκρούονται και σε άλλα σημεία τα οποία δημιουργούν ένα σεισμογενές τόξο που ξεκινά ανατολικότερα της Κύπρου, περνά νότια της Κύπρο, από την Κρήτη, νότια της Πελοποννήσου και εκτείνεται προς τα νησιά του Ιονίου. 32

33 Η ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΤΗΣ ΚΥΠΡΟΥ 33

34 ΜΑΖΙΚΕΣ ΕΞΑΦΑΝΙΣΕΙΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ Απότομες κλιματολογικές αλλαγές λόγω αλλαγών στην τροχιά της γης. Απότομες κλιματολογικές αλλαγές λόγω σύγκρουσης της γης με μεγάλο μετεωρίτη (Πυρκαγιές, Τσουνάμι, Σκόνη, ψύξη του πλανήτη) ΜΕΜΟΝΩΜΕΝΕΣ ΕΞΑΦΑΝΙΣΕΙΣ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΘΕΡΜΟΚΗΠΊΟΥ ΟΞΙΝΗ ΒΡΟΧΗ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΚΗΛΙΔΕΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ ΠΥΡΗΝΙΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΥΠΕΡΠΛΗΘΥΣΜΟΣ ΚΥΝΗΓΙ 34

35 ΔΡΑΣΗ ΤΟΥ DDT ΣΤΟ ΦΑΛΑΚΡΟ ΑΕΤΟ ΣΤ. ΒΙΟΣΦΑΙΡΑ Το μέρος της γης όπου υπάρχει ζωή Ποιοι χώροι του πλανήτη έχουν ζωή; Νερό Φως (στο νερό:ευφωτική, δυσφωτική ζώνη) Φάσεις της ύλης (στερεά, υγρή, αέρια) 35

36 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΤΗΣ ΖΩΗΣ Αναπνοή Διατροφή Ερεθιστικότητα Αύξηση Αναπαραγωγή Παραβιόσφαιρα Περιβάλλοντα έξω από τη βιόσφαιρα που σε αυτά δεν μπορεί να συντηρηθεί η ζωή Εδώ μπορούν να επιβιώσουν σπόρια βακτηρίων και μυκήτων (δεν θεωρούνται ζωντανοί οργανισμοί) Παραδείγματα παραβιόσφαιρας είναι, τα Μεγάλα Ύψη, πολύ θερμές ή πολύ κρύες περιοχές. 36

37 Τα όρια μεταξύ βιόσφαιρας και παραβιόσφαιρας Η βιόσφαιρα εκτείνεται κάτω από το έδαφος π.χ γεωσκώληκες, βακτήρια, μύκητες Εκτείνεται και στον αέρα πάνω από το έδαφος π.χ μέχρι 6200 μ. (Αλπική Ζώνη) στα Ιμαλάια. Πάνω από τα 6200 μ. ξεκινά η Αιολική ζώνη όπου ζούν μόνο κάποιες αράχνες. Περίπου στα 7500μ ξεκινά η παραβιόσφαιρα. Επίσης εκτείνεται και στη δυσφωτική ζώνη των ωκεανών. Σε αυτή τη ζώνη (έλλειψη φωτός και μεγάλη πίεση) ζουν ετερότροφοι ζωικοί οργανισμοί που τρέφονται με ζωντανούς οργανισμούς (π.χ πλαγκτόν) που καθιζάνουν λόγω βαρύτητας. Διάτομα (πλαγκτόν) 37

38 Διάτομα (πλαγκτόν) 4000 μ. κάτω από τη θάλασσα 38