U savremenoj nauci govore o reljefu i njegovim glavnim komponentama: izgledu, istorijskom poreklu, postepenom razvoju, dinamici u savremenim uslovima i posebnim obrascima distribucije sa stanovišta geografije, a često se pominju i endogeni i egzogeni procesi. Upravo dio geografije kao zajednice i kompleksne nauke može se smatrati geomorfologijom, za koju je, zapravo, karakteristična gore navedena definicija. Ovom unutargeografskom naučnom granom danas dominira ideja reljefa kao krajnjeg produkta međusobnog uticaja egzogenih i endogenih geoloških procesa.
Egzogeni procesi
Pod egzogenim procesima podrazumijevaju se takvi geološki procesi, koji su uzrokovani izvorima energije izvan globusa, u kombinaciji sa gravitacijom. Glavni izvor energije je sunčevo zračenje. Egzogeni procesi se odvijaju u zoni blizu površine i direktno na površini zemljine kore. Oni supredstavljeni su u obliku fizičko-hemijske i mehaničke interakcije zemljine kore sa slojevima vode i vazduha. Egzogeni procesi su po prirodi odgovorni za destruktivni rad kako bi se izgladile površinske nepravilnosti, koje su pak nastale endogenim procesima, odnosno odsijecanjem izbočina i popunjavanjem reljefnih udubljenja produktima razaranja.
Endogeni procesi
globus se stalno mijenja. Endogeni i egzogeni geološki procesi su antagonistički. Oni su u stanju da ponište udar na Zemlju svog protivnika. Endogeni procesi su takvi geološki procesi koji su direktno povezani sa energijom koja se stvara u dubokim utrobama čvrste zemljine površine (litosfere). Svojstvo endogenosti karakteristično je za mnoge fundamentalne pojave u formiranju zemljine površine. Endogeni uključuju metamorfizam stijena, magmatizam, seizmičku aktivnost. Primjer endogenih procesa su tektonska kretanja zemljine kore. Glavni izvori energije za ovu vrstu procesa su termalni, kao i preraspodjela materijala u dubinama u skladu sa gustinom određenih materijala (naučno nazvana gravitaciona diferencijacija). Endogeni procesi se napajaju (kao što naziv implicira) unutrašnjom energijom Zemlje i manifestuju se prvenstveno u višesmjernim kretanjima ogromnih masa stijena Zemljine kore, a sa njima i rastaljene tvari Zemljinog omotača. Kao rezultat endogenih procesa, na zemlji se stvaraju velike nepravilnostipovršine. Upravo su ti procesi odgovorni za formiranje planina i planinskih lanaca, međuplaninskih korita i okeanskih depresija.
U međusobnom uticaju egzogenih i endogenih varijanti procesa razvijaju se zemljina kora i njena površina. Razmotrićemo konstruktore procesa, odnosno endogene geološke procese, koji, u stvari, stvaraju najveće delove reljefa Zemlje.
Endogene grupe
Među endogenim, postoje 3 grupe čvrsto povezanih, ali istovremeno nezavisnih procesa:
- magmatizam;
- zemljotresi;
- tektonski uticaji.
Pogledajmo detaljnije svaki proces.
Magmatizam
Vulkanski fenomeni pripadaju endogenim procesima. Treba ih shvatiti kao procese zasnovane na kretanju magme na površinu zemljine kore i na njene gornje slojeve. Vulkanizam demonstrira čovjeku materiju koja se nalazi u utrobi Zemlje, naučnici imaju priliku da se upoznaju sa njenim hemijskim sastavom i fizičkim stanjem. Vulkanski fenomeni se ne pojavljuju svugdje, već samo u takozvanim seizmički aktivnim područjima, na koje je, zapravo, ograničena mogućnost takvih pojava. Teritorije sa aktivnim ili uspavanim vulkanima na sebi često su prolazile kroz geološke promjene u toku historijskog procesa. Magma, koja prodire u unutrašnje endogene procese Zemlje, možda neće dospjeti do površine, u tom slučaju se stvrdne negdje u utrobi zemlje i formira posebne intruzivne (duboke) stijene (uključujugabro, granit i mnogi drugi). Fenomeni, čiji je rezultat prodor magme u zemljinu koru, dobili su naziv platonizam, inače - duboki vulkanizam.
Zemljotresi
Zemljotresi, koji su takođe među glavnim endogenim procesima, manifestuju se na određenim delovima Zemljine površine, izraženi u kratkotrajnim podrhtavanjem. Svi shvaćaju da su zemljotresi, poput prirodnih katastrofa, zajedno s vulkanizmom, oduvijek bili bliski ljudskom društvu, te su kao rezultat toga pogodili maštu ljudi. Potresi nisu prošli bez traga za osobu, nanijevši ogromnu štetu njegovoj privredi (a ponekad čak i zdravlju i životu) u vidu uništavanja objekata, narušavanja integriteta poljoprivrednih usjeva, teških ozljeda ili čak smrti.
Tektonski uticaji
Pored zemljotresa, koji su kratkotrajne i snažne vibracije, površina Zemlje doživljava uticaje u kojima se neki njeni delovi dižu, a drugi padaju. Takva kretanja kore su nezamislivo spora (u odnosu na tempo našeg svakodnevnog života): njihova brzina je ekvivalentna promjenama na nivou od nekoliko centimetara ili čak milimetara po vijeku. Tako da su one, naravno, nedostupne zapažanjima ljudskog oka, mjerenja se traže samo uz upotrebu posebnih mjernih instrumenata. Međutim, paradoksalno, ove promjene su vrlo značajne za izgled naše planete, pa čak i u povijesnim razmjerima.njihova brzina nije tako mala. Budući da se takvi pokreti dešavaju stalno i svuda stotinama, pa čak i milionima godina, njihovi konačni rezultati su impresivni. Pod uticajem tektonskih kretanja (a oni se tako zovu) mnoga kopnena područja su se pretvorila u duboko okeansko dno, naprotiv, sa istim uspehom, pojedini delovi površine koji se danas uzdižu stotinama, hiljadama metara iznad nivoa mora nekada su bili skriveni ispod gustog vodenog pokrivača. Kao i sve u prirodi, intenzitet oscilatornih kretanja je različit: u nekim područjima tektonski procesi su brži i imaju veći uticaj, dok su na drugim mjestima znatno sporiji i manje značajni.
U ovom članku ćemo se fokusirati na tektonske procese, jer su oni od presudne važnosti u formiranju reljefa, a time i vanjskog izgleda naše planete. Dakle, tektonika određuje prirodu i plan budućih obrisa reljefnih oblika Zemlje tokom mnogih vekova.
Tektonski blokovi
Još jednom naznačimo da se tektonske promjene podrazumijevaju kao endogeni procesi formiranja reljefne slike. Tektonika je direktno povezana s pomicanjem posebnih monolitnih blokova, koji su zasebni fragmentirani dijelovi zemljine kore. Važno je razumjeti da se ovi blokovi međusobno razlikuju:
- u debljini (minimalno od pojedinačnih metara i desetina metara, a maksimalno do kilometara, računa se u desetinama);
- po površini (najmanji su desetine i stotine kilometara na kvadrat, a najveći doseg prekopovršina na milioniti dio);
- prema prirodi deformacije stijena koje čine zemljinu koru (opet razlikujemo dvije vrste promjena: diskontinuirane i nabrane);
- u smjeru kretanja (postoje dvije vrste višesmjernih kretanja: horizontalna i vertikalna tektonska kretanja).
Istorija razvoja učenja tektonike
Sve do sredine 20. veka koncept fiksizma je bio na vodećim pozicijama u geomorfologiji i geologiji. Zasnovan je na ideji da glavni, dominantni tip oscilatornih pokreta treba smatrati vertikalnim, dok je horizontalni tip kretanja sekundarni. Tako su geolozi vjerovali da su svi glavni oblici zemljinog reljefa (naime, oceanske depresije, pa čak i cijeli kontinenti) nastali isključivo zbog vertikalnih kretanja kore. Kontinenti su navedeni kao područja površinskog izdizanja, a okeani su percipirani kao područja njegovog slijeganja. Ista teorija je objasnila, a mora se priznati sasvim jasno i razumno, formiranje manjih reljefnih nepravilnosti u odnosu na veličinu, naime, odvojene planine, planinski lanci i depresije koje odvajaju te iste lance.
Međutim, kao što znate, ideje imaju tendenciju da se mijenjaju tokom vremena, a svaka istina se lako može pretvoriti iz apsolutnog statusa u relativan. Geoznanstvenik po imenu Alfred Wegener usmjerio je pažnju naučne zajednice na činjenicu da se obrisi i oblici različitih kontinenata geometrijski prilično dobro uklapaju. U isto vrijeme počeloaktivan rad na prikupljanju geoloških i paleontoloških podataka sa raznih kontinenata dostupnih za proučavanje u to vrijeme. Ove studije su pokazale zanimljivu stvar: na kontinentima, koji se trenutno nalaze na udaljenosti jednakim hiljadama kilometara jedan od drugog, u dalekoj prošlosti živjela su apsolutno identična stvorenja, štoviše, zbog strukturnih karakteristika, mnoge vrste stvorenja nisu imale apsolutno nikakve mogućnosti da se prelaziti nevjerovatno velike vodene prostore.
Svejedno je Wegener obavio neprocjenjiv posao analize ogromne količine paleontoloških i geoloških podataka. Uporedio ih je sa obrisima sadašnjih kontinenata, a na osnovu rezultata svojih istraživanja iznio je teoriju da su se u prošlom životu kontinenti na površini Zemlje nalazili potpuno drugačije nego sada. Pored ovoga, naučnik je pokušao da napravi jedinstvenu rekonstrukciju opšteg izgleda zemlje prošlih geoloških era. Razgovarajmo o Wengerovoj teoriji detaljnije.
Po njegovom mišljenju, u permskom periodu paleozoika, na Zemlji je zapravo postojao jedan superkontinent ogromne veličine, koji se zvao Pangea. Sredinom jurskog perioda mezozoika podijeljena je na dva nezavisna dijela - kontinente Gondvanu i Lauraziju. Nadalje, broj kontinenata se stalno povećavao: Laurazija se raspala na modernu Sjevernu Ameriku i Evroaziju, a Gondvana je zauzvrat podijeljena na Afriku, Južnu Ameriku, Antarktik, Australiju i Hindustan (kasnije je Hindustan postao Evroazija). U stvari, tako je pao koncept fiksizma. Razumnopostalo je nemoguće objasniti promjene u obrisima kontinenata takvog plana i daljnja kretanja kontinenata na površini Zemlje u okviru ove teorije.
Wegener nije stao na tome. Učvrstio je kolaps fiksizma pretpostavkom da se kontinenti, poprimivši oblik ogromnih litosferskih blokova, ne kreću uopće u vertikalnom, već u horizontalnom smjeru. Štaviše, upravo su horizontalna kretanja, sa njegove tačke gledišta, glavne tektonske oscilacije koje su imale presudan uticaj na izgled naše planete. Teorija Alfreda Wegenera nazvana je teorijom pomeranja kontinenata, a njeni pristaše postali su poznati kao mobilisti (za razliku od fiksista). Možda je Wegener mogao doprinijeti proučavanju drugih endogenih i egzogenih geoloških procesa, ali se zaustavio na ovoj fazi.
Bilo kako bilo, osim nepotpuno potkrijepljenih zaključaka samog Wegenera i paleontoloških podataka, nije bilo potvrde realnosti serije drifta kontinenta. Da bi se dobili podaci koji bi potvrdili ili opovrgli novu teoriju i, konačno, razumjeli razlog pomicanja kontinenata, bilo je potrebno pažljivije proučiti strukturu zemljine kore. Međutim, drugi aspekt rada bio je važniji: bilo je potrebno što potpunije proučiti strukturu dna okeana, koja do tada uopće nije proučavana. Zamislite samo: prema mišljenju velike većine tadašnjih naučnika, okeansko dno je bilo potpuno ravna površina!
Kontinentalna i okeanska kora
Podacisprovedene su studije koje su dale potpuno neočekivane rezultate. Na iznenađenje naučnika, pokazalo se da je reljef Zemlje ispod okeanskog sloja i ispod kontinenata drugačije uređen.
Kontinentalna kora je debela i sastoji se od tri sloja:
- gornji (formiran od sedimentnih stijena sedimentnog sloja koji se formira na površini zemlje);
- granit (pored vrha);
- baz alt (dva donja sloja formiraju stene nastale u unutrašnjosti zemlje usled hlađenja i dalje kristalizacije materije plašta).
Kora na dnu okeana je veoma različita. Tanji je i sastoji se od samo dva sloja:
- gornji (formiran od sedimentnih stijena);
- baz alt (nedostaje granitni sloj).
Dogodila se prava revolucija: postala je moguća i, štaviše, dokazano je postojanje dva različita tipa zemljine kore: okeanske i kontinentalne.
Sloj plašta
Ispod zemljine kore nalazi se plašt, čija je supstanca predstavljena u rastopljenom stanju. Astenosfera - sloj plašta, koji se nalazi na dubini od 30-40 kilometara ispod okeana i 100-120 kilometara ispod kontinenata. Sudeći po podacima o brzinskim kvalitetama seizmičkih valova, ima visoku plastičnost, pa čak i takvo svojstvo kao što je fluidnost. Treba naučiti da su apsolutno svi slojevi iznad astenosfere litosfera. To jest, Zemljina kora i sloj omotača iznad astenosfere uključeni su u neku vrstu litosferske formule.
Donji reljefocean
Ispostavilo se da je reljef okeanskog dna mnogo složeniji nego što se ranije mislilo. Njegove glavne komponente su:
- shelf (površina koja uslovno nastavlja padinu kopna od vodene linije do 200-500 metara dubine);
- kopnena padina (od kraja zone polica do 2,5-4 hiljade metara, a moguće i više);
- marginalni morski bazen (pomalo neravna (brdovita) ravna površina u koju se kontinentalna padina uliva kroz kontinentalno podnožje, inače nazvana konkavna infleksija);
- otočki luk (lanac vulkana ili vulkanskih ostrva pod vodom, ova komponenta dna odvaja rubno more od zone otvorenog mora);
- dubokomorski rov (najdublji dio okeanskog dna, koji je paralelan s ostrvskim lukom duž vanjskog ruba dna, to je prilično uska i duboka pukotina);
- okeansko korito (izvana podseća na rubni morski basen, ali mnogo šire: nekoliko hiljada kilometara, korito je podeljeno na dva dela uzdizanjem, koje se povezuje u celi sistem sa konceptima drugih okeana (srednji okean stvaraju se grebeni);
- rift dolina (u povišenim dijelovima srednjeokeanskih grebena, uskih i dubokih).
Nova teorija tektonskih kretanja
Nova teorija, koja sasvim jasno i razumno potkrepljuje kretanje kontinenata, nastala je poređenjem informacija o strukturi zemljine unutrašnjosti ispod kontinenata i okeana. Takođe pokazuje pravu ulogu horizontaletektonski pokreti, dokazujući vezu između endogenih procesa i reljefa.
Osnova ovog koncepta bila je teorija da se litosfera sastoji od nekoliko nezavisnih monolitnih blokova koji se mogu kretati u različitim smjerovima jedan u odnosu na drugi. To se dešava duž površine astenosfere. Astenosfera i njena plastika djeluju kao, na neki način, lubrikant koji olakšava kretanje monolita.
Supstanca plašta sistematski se kreće u utrobi zemlje. Na nekim dijelovima površine materijal plašta se kreće u smjeru naviše, upravo tako magma teče na površinu. U ovim područjima Zemlje, astenosfera postaje tanja i lagano se izvija prema gore, zbog činjenice da doživljava pritisak odozdo, litosfera se također lagano izvija prema gore. Dakle, srednjeokeanski greben nastaje kao linearno izduženo uzdizanje. Dalje, ako je sve sačuvano u ovom obliku i ako se ne dogodi ništa natprirodno, pojavljuje se pukotina na osi uzdizanja (ovo je dolina rascjepa). Tvar plašta, zbog približavanja zemljinoj površini ili izlijevanja na ovu površinu, počinje djelovati na povezane litosferske blokove, tjerajući ih da se kreću u različitim smjerovima. I paralelno s tim, supstanca plašta se učvršćuje u prizemnom sloju i direktno na samoj površini, formirajući tako obnovljenu zemljinu koru. Proces tokom kojeg se monolitni blokovi litosfere razmiču i koji prati formiranje nove zemljine koreu srednjeokeanskim grebenima, odlučili su to nazvati širenjem.
Litosferske ploče koje klize duž astenosfere od ose srednjeokeanskog grebena i, shodno tome, prema susednim kontinentima, sigurno će se sudarati (ovo se ne može izbeći) sa kontinentalnim blokovima litosfere mnogo veće gustine. Događa se proces u kojem manje moćna i lakša okeanska kora često tone ispod kontinentalne, a zatim prodire u zonu visokih temperatura u gornjem plaštu i, ne mogavši ih izdržati, topi se, dodajući tako novu materiju plaštu. Materijal koji se dodaje plaštu zamjenjuje onaj koji je ranije izliven u srednjeokeanskom grebenu. Proces formiranja kontinentalne ploče nad okeanskom naziva se subdukcija. Duboko morsko korito, zauzvrat, nastaje naglim padom temperature iznad zone, gdje se okeanska ploča spušta ispod dijela kontinentalne kore.
Zapravo, opisana teorija određuje podjelu litosfere naše planete na monolite različitih područja, koji se kreću u različitim smjerovima. Sve je jednostavno, samo jednom treba da shvatite šta će vas zanimati u oblasti endogenih i egzogenih procesa!
