A lemeztektonika alaptézisei
A lemeztektonika alaptézisei
A fentiekben vázolt tudományos alaperedmények után minden feltétel adva volt, hogy megszülessék egy új globális tektonikai elmélet. Ez a tudománytörténeti esemény 1967 és 1968 során történt meg, elsősorban a Nemzetközi Geodéziai és Geofizikai Egyesület (IUGG) Zürichben tartott világkonferenciáján (1967. szeptember), valamint Dan McKenzie és Robert Parker (1967), Jason Morgan (1968), Xavier Le Pichon (1968), illetve Bryan Isacks, Jack Oliver és Lynn Sykes (1968) publikációiban.
A lemeztektonikai koncepció szerint a Föld kérge és felső köpenyének egy része összefüggő és együtt mozgó réteget alkot: a litoszférát (kőzetburkot). Ezt, illetve ennek részeit litoszféralemezeknek (kőzetlemezeknek) hívják, merevségére és vastagságánál 1–3 nagyságrenddel nagyobb vízszintes kiterjedésére való tekintettel. Az ez alatt lévő, több mint 100 km vastag, igen kis merevségű öv az asztenoszféra, míg a köpeny maradék, ismét igen merev részét, amely a tektonikai folyamatban már nem vesz részt, mezoszférának szokás nevezni.
A lemeztektonika alapkoncepcióját szemléltető elvi tömbszelvény
A merev kőzetlemezek egymáshoz viszonyítva néhány cm/év sebességgel mozognak. A távolodó lemezszegélyek – elsősorban az óceánközépi hátságok és a kontinentális hasadékvölgyek (riftek) – mentén az asztenoszférából új, olvadt kőzetanyag jön fel a felszínre és nő hozzá a lemezszegélyekhez. Ezek az akkréciós szegélyek. A lemezek egymással szemben mozgó szegélyein – a mélytengeri árkok területén – az egyik lemez a másik alá bukik, több 100 km mélységig lehatol, majd felolvad az asztenoszférában. Ezek a lemezek konszumációs szegélyei, vagy más néven szubdukciós zónák. A harmadik lehetséges mozgásforma két lemez között a közeledés vagy távolodás nélküli vízszintes elcsúszás, transzform vetődés. Ilyenek például a kaliforniai Szent András-vető vagy az Anatóliai-vető.
A merev kőzetlemezek belső részei tektonikusan nyugodtak; a tektonikai aktivitás területei a lemezek szétszakadó, egymás mellett elcsúszó, illetve szemben mozgó szegélyei. Különösen erős aktivitást mutatnak a szubdukciós zónák; ezek a mélyfészkű rengések, a vulkanizmus és a hegységképződés színterei.
A földfelszín mely területei tartoznak egy lemezhez? Mivel a lemezszegélyek általában óceáni hátságok, mélytengeri árkok vagy transzform vetők, a határok nagy részét viszonylag könnyű megvonni. Ha nem ilyen tiszta esetekről van szó, a szeizmicitási térképeket kell segítségül hívni. Az ezeken lévő rengéses övek és az általuk körülzárt aszeizmikus blokkok ugyanis lényegében nem mások, mint a lemezek szegélyei, illetve maguk a lemezek.
A lemeztektonika mozgásmechanizmusát szemléltető tényleges földgömbmetszet Dél-Amerika nyugati szegélyétől Afrika keleti partjáig
Hét fő kőzetlemez van: a Pacifikus-, az Afrikai-, a két Amerikai-, az Eurázsiai-, az Indiai- és az Antarktiszi-lemez. A csak óceáni területeket magában foglaló Pacifikus-lemez határai egyértelműek. Az amerikai kontinenseket magába foglaló, valószínűleg kettős Amerikai-lemeznek az Eurázsiai-lemezzel való északnyugati határa bizonytalan, a Bering-szoros környezetében bárhol húzódhat. Az Eurázsiai-lemez déli szegélyét az Alp-Himalájai-Melanéziai öv világosan jelzi, de mind a szeizmicitás, mind a domborzat alapján – legalábbis az Atlasztól a Himalájáig terjedő szakaszon – a határ „mikrolemezekkel” bonyolított, több száz kilométer széles sáv. Az Afrikai-lemez érdekessége, hogy a kontinens alá befutó Indiai-hátság az afrikai árokrendszer mentén széthasítja a kontinenst, azaz e helyen egy új lemez kialakulása és Afrikától való elválása van folyamatban. Az Indiai-lemezhez az óceáni területeken kívül egy további kontinens (Ausztrália) és egy szubkontinens (India) is tartozik. Az Antarktiszi-lemez határai jól meghatározhatók.
A Föld fő kőzetlemezei és a földrengések epicentrumainak elhelyezkedése
Milyen a lemezek egymáshoz viszonyított mozgása? Ha kvalitatív módon közelítjük meg a kérdést, a helyzet egyszerűnek tűnik. Mivel a kőzetlemezek merevek, a teljes litoszféraegység mozgását a hátságok gerincére merőleges mozgás határozza meg. Először Xavier Le Pichonnak sikerült a lemezek egymáshoz viszonyított mozgását matematikailag leírni. Euler tétele szerint egy merev test gömbön való legáltalánosabb mozgása elemi rotációk (forgómozgások) összegeként fogható fel. Igen egyszerű a mozgás, ha a merev test egy szélességi kör mentén mozog. Ez nyilván a Föld forgástengelye körüli rotációt jelenti. Ha a test hosszúsági kör mentén mozog, akkor a hosszúsági kör síkjára merőlegesen, a Föld középpontján áthaladó tengely körül végez rotációt. Speciális esetekben a rotációs tengely térben állandó helyzetű lehet, általános esetben azonban a rotációs tengely helyzete és a rotáció szögsebessége a mozgás során változik. A szétnyíló hátság két oldalán levő lemezek egymáshoz viszonyított mozgása leírható a távolodási tengely körüli rotációval. A hátságok mentén mért távolodási sebességek alapján meghatározhatók a rotációs tengelyek és a rotációs szögsebességek. Ebből pedig levezethető az egyes lemezek egymáshoz viszonyított mozgása. Eszerint az Antarktiszi-lemeztől Afrika és India távolodik, az Amerikai-lemez pedig közeledik hozzá. Az Eurázsiai-lemezhez délről az Afrikai- és az Indiai-, nyugatról pedig a Pacifikus-lemez közeledik. Az Alp-Himalája-Melanéziai öv tehát nagy vonalakban konszumációs (szubdukciós) zóna.
