W roku 1958 profesor Sam Carey zobrazował swój odczyt „The Tectonic Approach to Continental Drift” („Tektoniczne podejście do kontynentalnego dryfu”) wygłoszony na sympozjum na Uniwersytecie Tasmanii wykonanymi w skali modelami Ziemi. Z ich pomocą zademonstrował, że „gdyby wszystkie kontynenty powtórnie połączyć w pangeańską konfigurację na modelu reprezentującym obecne wymiary Ziemi, dopasowanie byłoby stosunkowo dokładne w centrum tej składanki i wzdłuż wspólnych wybrzeży północno-zachodniej Afryki i wschodnich Stanów Zjednoczonych oraz coraz mniej dokładne w miarę oddalania się od tych obszarów”. Carey doszedł do wniosku, że dopasowanie tych starożytnych kontynentów „byłoby na tych obszarach znacznie dokładniejsze, gdyby w czasach istnienia Pangei średnica Ziemi była mniejsza”. Wraz z przyjęciem teorii tektoniki płyt całkowicie zignorowano obserwacje i wnioski Careya.

W tym samym czasie pojawiło się wielu niezależnych naukowców, którzy uważali, że otwarcie się oceanów można przypisać zwiększeniu promienia Ziemi. W roku 1889 i ponownie w roku 1909 Roberto Mantovani opublikował teorię „Powiększania się Ziemi i dryfu kontynentów”. W teorii tej założył, że całą powierzchnię mniejszej Ziemi pokrywał zamknięty kontynent. Zasugerował, że termalna rozszerzalność doprowadziła do aktywności wulkanicznej, która rozerwała jednolity kontynent na kilka części. Nowe kontynenty odsunęły się od siebie z powodu dalszej ekspansji „stref rozdarcia”, w których znajdują się obecnie oceany. Po tej teorii w roku 1927 pojawiła się pionierska praca i publikacje B. Lindemanna, a następnie w latach 1930. Otta Christophe’a Hilgenberga, w latach 1950–1990 profesora Sama Careya, w latach 1980. Jana Koziera i w latach 1980–1990 Klausa Vogela.

Uczeni ci wykazywali, że gdyby wszystkie kontynenty fizycznie dopasowano do siebie, to doskonale pokryłyby całą powierzchnię Ziemi o średnicy wynoszącej od 55 do 60 procent dzisiejszej. Ten zbieg okoliczności zaprowadził Hilgenberga, Careya, a zwłaszcza Vogela, do wniosku, że rozszerzanie się Ziemi doprowadziło do pęknięcia i stopniowego rozproszenia kontynentów.

 

 

Il 1. Symetryczne magnetyczne paskowanie wzdłuż części atlantyckiego grzbietu środkowo-oceanicznego. (Źródło: en.wikipedia.org)

 

 

Zauważalne niedostatki każdej z tych teorii doprowadziły do zaakceptowania w latach 1960. teorii tektoniki płyt. Obecnie uważa się, że ta teoria wyrosła z hipotezy dryfu kontynentów w wersji zaproponowanej przez Alfreda Wegenera.

Większość z nas jest obecnie obeznana z teorią tektoniki płyt, zgodnie z którą zewnętrzna warstwa skorupy ziemskiej składa się z szeregu dużych, sztywnych, przypominających płyty skorup, które w przypadkowy sposób zmieniają swoje położenie pod wpływem prądów konwekcyjnych w płaszczu Ziemi. Mówi się, że w tym procesie przypadkowych przemieszczeń płyty ulegają ryftowi, ślizgają się jedna po drugiej i czasami zderzają, wskutek czego dochodzi do subdukcji¹ Głównym założeniem i absolutną podstawą teorii tektoniki płyt jest stałość (lub prawie stałość ) promienia Ziemi w okresie 4,5 miliarda lat.

 

WKŁADY DO WSPÓŁCZESNEJ TEORII TEKTONIKI PŁYT

W roku 1947 zespół naukowców kierowany przez Maurice’a Ewinga potwierdził z pomocą jednostki badawczej Atlantis należącej do Instytutu Oceanograficznego Woods Hole istnienie wzniesienia w centralnej części dna Oceanu Atlantyckiego, które znane jest dziś jako „grzbiet środkowo-oceaniczny”. Zespół ustalił również, że dno morskie zbudowane jest poniżej warstwy osadów z bazaltu a nie z granitu, jak pierwotnie zakładano, który jest jednym z głównych materiałów, z których zbudowane są kontynenty. Okazało się także, że oceaniczna skorupa jest znacznie cieńsza od kontynentalnej.

Te nowe spostrzeżenia zrodziły ważne i intrygujące problemy dotyczące naszych poglądów na oceaniczną skorupę. Najważniejszy z nich dotyczy tego, że ocean nie jest „zoceanizowaną” kontynentalną skorupą pokrytą wodą morską, jak pierwotnie sądzono.

Począwszy od lat 1950. naukowcy zaczęli odkrywać na morskim dnie dziwne rozkłady magnetyzmu, wykorzystując do tego celu magnetyczne przyrządy (magnetometry) skonstruowane na wzór lotniczych urządzeń z czasu drugiej wojny światowej używanych do wykrywania łodzi podwodnych. To odkrycie nie było jednak całkowitą niespodzianką, ponieważ wiedziano, że bazalt, bogata w żelazo skała wulkaniczna, z której zbudowane jest dno oceanów, zawiera silnie magnetyczny minerał o nazwie magnetyt, który jest zdolny do wywoływania lokalnych zakłóceń wskazań kompasów. Co jeszcze ciekawsze, nadający bazaltowi mierzalne własności magnetyczne magnetyt sprawił, że te nowo odkryte magnetyczne układy dna morskiego dostarczyły ważnej wskazówki umożliwiającej badanie rozkładu skał wulkanicznych na dnie oceanów.

W latach 1950. wraz ze zbadaniem coraz większego obszaru dna mórz odkryto, że te magnetyczne rozkłady nie miały charakteru losowego ani lokalnego. Okazało się, że mają one postać wyraźnych pasów, takich jakie ma zebra, które układają się symetrycznie po obu stronach środkowo-oceanicznych grzbietów. Okazało się również, że te naprzemianległe pasy skał są ułożone w równoległych rzędach po obu stronach środkowo-oceanicznego grzbietu, jeden pas z normalną biegunowością i sąsiedni z odwróconą. Ten ogólny układ utworzony z tych naprzemianległych pasów normalnie i odwrotnie spolaryzowanych skał nazwano „magnetycznym paskowaniem”.

Odkrycie tych symetrycznych magnetycznych pasów sugeruje ich bliski związek ze środkowo-oceanicznymi grzbietami. W roku 1961 wielu naukowców, w tym amerykański geolog Harry Hess, wysunęło hipotezę mówiącą, że środkowo-oceaniczne grzbiety oznaczają strefy osłabienia strukturalnego, w których dno oceanu jest rozrywane wzdłuż grani grzbietów. Sugerowano, że w tych słabszych strefach wznosi się nowa wulkaniczna magma pochodząca z głębi Ziemi, po czym wylewa się wzdłuż grani grzbietów tworząc nową oceaniczną skorupę. Proces ten, nazwany później „poszerzaniem dna morskiego”, zachodzi od wielu milionów lat, tworząc nowe dno oceanu wzdłuż liczącego sobie 60 000 kilometrów systemu środkowo-oceanicznych grzbietów, o których obecnie wiadomo, że znajdują się we wszystkich oceanach.