GEOFIZIKA

Pripremila:Elizabeta Vasiljević

Oživljavanje teorije o kretanju kontinenata
Ipak se pomera

Trebalo je da prode mnogo vremena da tektonika ploča bude prihvaćena kao nauka, a brojna pitanja još uvek su ostala bez odgovora. Robert Metju (Robert Matthevvs) objašnjava koliko su danas »pomerena« shvatanja o Vegenerovoj teoriji

Čvrsta stena. Terra firma. Naše verovanje u nepromenljivu prirodu Zemlje toliko je jako da je već postalo poslovično. Ali, to je zapravo iluzija, što hiljade Ijudi na sopstveni užas otkriva svake godine kada tlo pod njihovim nogama počne da se diže u agoniji zemljotresa. Preživeli često govore o iskonskom strahu koji su osetili shvativši da se Zemlja kreće. I pored svih velikih naučnih dostignuća koja nas okružuju, potreba da verujemo kako živimo na stabilnoj planeti i dalje je veoma jaka. To možda objašnjava zašto je toliko Ijudi koji su se slučajno susretali s nečim što ukazuje na pomicanje kontinenata po Zemljinoj kugli, ipak odbijalo da to uzme za ozbiljno. Alfred Vegener (Alfred VVegener), predavač na jednom nemačkom univerzitetu, rešio je da se više ne može okretati glava pred mnogobrojnim indicijama i 1912. izneo dokaz da se kontinenti kreću našom planetom kao džinovski kameni splavovi.

PremaVegeneru, oni su nekada bili deo jednog superkontinenta koji se raspao pre nekoliko stotina miliona godina, i od tada se neprestano pomeraju, a u njihovim sudarima nastaju ogromni planinski lanci.

Iznete tako, bez uvijanja, Vegenerove tvrdnje zvuče kao maštarija nekog pomahnitalog naučnika. Ipak, dokaz kojim je potrepio svoje ideje zaista je bio upečatljiv i rešio je mnoge dugovečne misterije. Danas je to osnova tektonike ploča, dragulja moderne nauke koji obuhvata sve, od nastanka vulkana i uzroka zemljotresa do porekla planina. Ali, Vegenerove tvrdnje su tada bile bespogovorno odbačene.

Rane ideje

Za Vegnerov poraz lako je kriviti zatucane stavove naučnika koje je vređao svaki izazov upućen njihovom autoritetu. Pravi razlozi su mnogo složeniji i zanimljiviji, jer zapravo podvlače činjenicu da u nauci često nije dovoljno samo da budete u pravu.

Pacifički vatreni prsten Kompjuterski prikaz Zemlje sa izdvojenim trustnim područjima (crvena boja), poznatim kao "vatreni prsten", razmeštenim duž obala Tihog okeana. Dubina okeana i kopneni visovi kodirani su bojama prema skali na desnoj strani

Vegenerove tvrdnje nisu bile sasvim nepoznate. Još 1596. godine, flamanski kartograf Abraham Ortelius ukazao je na to da se Južna Amerika i Afrika uklapaju kao delovi jedne velike slagalice i tvrdio da su dve Amerike "otkinute od Evrope i Afrike... zemljotresima i poplavama". I drugi su to primetili, uključujući elizabetanskog naučnika Frensisa Bekona, ali čak iako su imali neke ideje o njihovom nastanku, zadržali su ih za sebe. Sve do polovine XIX veka niko nije imao hrabrosti da se time ozbiljno pozabavi. Onda je 1858. godine francuski geograf Antonio Snider-Pelegrini (A.Snider-Pellegrini) ukazao na dodatne podudarnosti: s obe strane Atlantika pojavljuju se fosili istih biljaka, kao i mnoge jednake geološke formacije poput naslaga uglja, na primer.

Snider-Pelegrini je zaključio da su Amerika, Afrika i Evropa nekada bile jedan veliki kontinent i tvrdio je da bi cepanje tog kontinenta čak moglo da bude objašnjenje za biblijski potop. U vreme kada su se geolozi snažno suprotstavljali tako katastrofičnim objašnjenjima istorije Zemlje, to je ipak bila smela tvrdnja koja svakako nije mogla odmah da padne u zaborav.

I pored suzdržanosti naučnih krugova, ideja o kretanju kontinenata odbila je da nestane. Godine 1908. američki geolog Frenk Tejlor (Frank Taylor) ukazao je na to da bi sudar kopnenih masa mogao da objasni nastanak planinskih venaca kao što su Himalaji i Alpi. Međutim, za mnoge geologe to je bio odgovor na problem koji je već rešen u to doba vrlo popularnim mišljenjem da se Zemlja skuplja. Prema toj tvrdnji, nekada davno istopljena Zemlja još uvek se hladi i vremenom skuplja. Rezultat je da se površina planete sabija u sve manji i manji prostor, pri čemu dolazi do nabiranja tla odnosno stvaranja planinskih lanaca.

Vegenerovo kretanje kontinenata

Alfred Vegener, trideset dvogodišnji predavač na Odseku za meteorologiju Univerziteta u Marburgu u Nemačkoj, usprotivio se toj teoriji i posvetio se oživljavanju ideje o pomeranju kontinenata. On je još kao student, 1903. godine, primetio savršeno uklapanje kontinenata, ali je to odbacio kao puku podudarnost.

Mišljenje je promenio 1911, kada je pročitao tekstove o neverovatno sličnim fosilima nađenim s obe strane Atlantika. Konvencionalno objašnjenje našlo je razlog za to u ogromnim "zemljouzima" koji su premošdvali okean milionima godina unazad, baš kao što danas Srednja Amerika povezuje Severnu i Južnu Ameriku. Ali sličnosti fosilnih i geoloških obeležja išle su još dalje. Na primer, fosilna paprat Glossopteris pronadena je na oba kontinenta, ali ne samo tamo već i u Indiji i Australiji. Postoje, osim toga, dokazi koji govore daje pre oko 290 miliona godina u svim tim regionima istovremeno vladalo ledeno doba što je teško objasniti osim ako ta kopna nekada davno nisu bila spojena. Vegener je zaključio da su kontinenti nekada činili deo superkontinenta koji je on nazvao Pangea (od grčkog pan i gea, tj. "Cela zemlja") i koji se raspao pre otprilike 200 miliona godina.

Januara 1912, Vegener je održao prvo predavanje o svojoj teoriji o pomeranju kontinenata; ali dogodilo mu se isto što i njegovim prethodnicima: gotovo da nije probudio nikakvo zanimanje. Zatim 1915. objavljuje knjižicu pod naslovom Poreklo kontinenata i okeana (The Origin of Continents and Oceans), nadajući se da će privući pažnju naučnih krugova. Knjiga je objavljena u Nemačkoj, ali ni ona nije probudila nikakvo veće zanimanje. Za profesionalne geologe, Vegener je bio tek neki autsajder koji tvrdi da je rešio problem koji su oni već rešili, koristeći pri tom ideju koja nameće sijaset novih pitanja. Kako su kontinenti tnogli da se kreću oko sveta? Šta ih je pokretalo?

Postavljanje teorije

Vegener je bio svestan problema s kojima se suočavala njegova teorija, i tokom narednih deset godina on je pripremio novo dopunjeno izdanje u kome se pozabavio tim pitanjima. Najvažnije je bilo da se objasni šta je to pomicalo kontinente. On je tvrdio da su kontinenti bili ogromna prostranstva od siala, materijala nalik granitu, i da su plutali na gušćem ali mekšem materijalu, nazvanom sima, koji je obrazovao okeansko dno.

Pomeranje kontinenata Pre 200 miliona godina, kao rezultat tektonike ploča, superkontinent Pangea počeo je da se cepa na posebne kopnene mase i kontinente.

Da bi objasnio pokretačku silu koja je pomicala kontinente, Vegener je upotrebio svoje znanje iz meteorologije i naveo da do pomeranja dolazi usled okretanja Zemlje, ključne pokretačke sile meteoroloških sistema. Poznato je da je takozvana Etvešova sila (Eotvos Force) u stanju da gura vazduh prema zapadu, u suprotnom pravcu od polova. Vegener je tvrdio da ista ta sila može da pomiče kontinente, putem svojevrsnog efekta plime, sličnog onome koji pokreće okeane.

Premda ovim nije previše zadivio geofizičare i druge stručnjake iz te oblasti, Vegenerovi pokušaji da objasni pomicanje kontinenatajednostavno su im ukazali na šta treba da usmere svoju pažnju. Istraživanje okeanskog dna dokazalo je da ono ni izdaleka nije tako meko kao sima, dok su detaljni proračuni pokazali da su pomenute sile bile preslabe za pomicanje kontinenata. Nasuprot tome, već postojeća teorija o nabiranju Zemlje nije imala nikakvih problema da objasni poreklo sile dovoljne za podizanje planinskih masiva.

Godine 1929, dok je završavao četvrto izdanje svoje knjige, Vegener je priznao da još uvek nema čvrsto izgrađenu teoriju i to je trebalo da bude njegov konačan stav. Naredne godine, odlazi u ekspediciju na Grenland odakle se više nikada nije vratio. U vreme njegove smrti, teorija o pomeranju kontinenata bila je dalja nego ikada od mogućnosti da bude prihvaćena. Naučnici su je odbacili tvrdeći kako je "veoma opasna" pa i kakoje "jednostavno, prokleto trula". Vegenerova knjiga našla je nekolicinu izabranih sledbenika, među kojimaje bio i priznati britanski geolog Artur Holms (Artrur Holmes) koji je decembra 1927. izneo prve naznake onoga što će postati pravo objašnjenje za pomeranje kontinenata. Holms je bio stručnjak za radioaktivnost, koja se tada pomaljala kao ključni fenomen u geofizici. Naučnici su utvrdili da su uranijum i ostali elementi zarobljeni u Zemlji zapravo odgovorni za to što je njena utroba još uvek u tečnom stanju. Bila je to loša vest za teoriju o nabiranju Zemlje, pošto je to značilo dase planeta niti hladi niti skuplja, ali potencijalno dobra za teoriju o pomeranju kontinenata, jer je toplota mogla da stvori ogromne kružne tokove istopljenih stena ispod zemljine površine, koji su bili u stanju dapokreću kontinente.

Novi ugao gledanja

Ipak, to je i dalje bilo previše za većinu geologa, te s Vegenerovom smrću i njegova teorija ponovo pada u zaborav. Do njenog trijumfalnog vaskrsnuća došlo je nakon novih otkrića o jednom delu Zemlje koji ni Vegener ni bilo ko od njegovih savremenika nije zaista poznavao: okeansko dno. Tokom pedesetih godina, istraživanje srednjeatlantskog grebena, tog ogromnog potopljenog planinskog venca koji se od severa proteže ka jugu kroz Atlantski okean, otkrilo je određenu strukturu u obliku slova V koja je previše ličila na greben između dve velike ploče. Istraživanja morskog dna takođe su otkrila da je ono mnogo mlade nego što se moglo zamisliti: tek mu je nekih 200 miliona godina - što se čudno poklapa s vremenom kada se Vegenerov superkontinent navodno raspao.

Američki geolog Hari Hes (Harry Hess) sa Prinstonskog Univerziteta, doveo je 1960. sve to u vezu sa starom idejom Artura Holmsa o kretanjima u Zemljinoj utrobi. Rezultat je bila teorija o "širenju okeanskog dna" prema kojoj se na srednjeatlantskom grebenu izdigla nova kora, oslanjajući se na sloj istopljenih stena, a onda ponovo potonula u jarkove. Nasuprot Vegenerovom viđenju kontinenata koji klize okeanskim dnom, Hesova teorija je tvrdila da njih pomera novi materijal koji se izdiže na okeanske grebene.

Hesovo viđenje je vrlo brzo dobilo podršku. Merenja magnetnog polja dna Tihog okeana otkrila su čudnu štraftastu strukturu smenjivanja severne i južne magnetne sile. Geolozi su već znali da se Zemljine magnetne sile povremeno izokreću i da vrele stene zadržavaju obeležje Zemljinog magnetnog polja dok se hlade. Dramond Metju (Drummond Matthevvs) i njegov student Fred Vajn (Fred Vine) sa Univerziteta u Kembridžu izneli su, 1963, podatak da se štraftasta struktura ponavlja u novim, vrelim stenama koje su se heprekidno izdizale iz Zemljine utrobe tokom 200 miliona godina - upravo ono što je bilo potrebno da potkrepi Hesovu teoriju.

Šta je stvorilo ploče?

Kasnih šezdesetih godina, dokaz za pomeranje kontinenata postao je toliko čvrst da se više nije mogao tek tako odbaciti. Geolozi su počeli ozbiljno da prihvataju značaj "tektonike ploča", procesa do koga dolazi tamo gde se dve ploče susretnu. Došli su do zaključka da im je ta teorija omogućila da objasne veliki broj karakteristika koje odlikuju našu planetu. Divovski sudar između Indijske i Evroazijske pioče pre otprilike 45 miliona godina, objasnio je nastanak Himalaja, dok je nebrojeni niz vulkana oko Pacifičkog ruba, takozvanog "Vatrenog prstena", zapravo svedočanstvo o razarajućim silama koje deluju na obodu Pacifičke ploče. Zone visokog rizika od zemljotresa kao što je San Andreas pukotina (San Andreas Fault) u Kaliforniji predstavljaju dokaz da su to oblasti gde dve tektonske ploče guraju jedna drugu.

Danas je ozbiljnost dokaza o pomeranju kontinenata izvan svake sumnje. Geolozi se danas slažu oko toga da se Zemljina kora deli na devet glavnih i 14 manjih tektonskih ploča, a sve piivaju na delimično istopljenom sloju plašta ispod sebe. Uz pomoć laserskih zraka koji se šalju sa satelita iz Zemljine orbite, naučnici su takođe dokazali da se tektonske ploče kreću, do 15 cm godišnje. Severna Amerika i Evropa se u ovom trenutku razdvajaju brzinom od oko 2 cm godišnje.

Čak i danas međutim, ostaju brojne misterije. Šta je moglo da stvori strukturu ploča koje danas pokrivaju Zemlju? Šta je uslovilo raspad Pangee? Čak ni priroda sila koje pomiču ploče - problem koji je mučio Vegenera - nije sasvim jasna. Trenutno preovlađuje mišljenje da je potonuće starih ploča osnovna pokretačke sila, ali porota još uvek nije donela odluku.

Ono što je jasno jeste da Vegenerovi kritičari nisu bili tek puki reakcionarni protivnici. Njihova kritičnost bila je široko gledano sasvim razumna, a Vegnerovi odgovori često su bili nezadovoljavajući. Na kraju, njegov najveći propust bilo je nešto protiv čega nije mogao da učini ništa: on je jednostavno bio suviše ispred svog vremena.

Priredila: Elizabeta Vasiljević