Hitta hit:
T-bana: Universitetet
Frescativägen 40

Öppettider:

Tisdag - fredag 10-18
Lördag, söndag 11-18
  • Huvudmeny

Vi seglar på kontinenter

Plattektonik och kontinentaldrift

Jordskorpan är för närvarnde uppdelad i sju stora plattor (Eurasiska, Nordamerikanska, Sydamerikanska, Afrikanska, Indo-australiska, Antarktiska och Stilla havs-plattan) och ett tiotal mindre, vilka rör sig i förhållande till varandra med en hastighet på några centimeter om året. I strikt bemärkelse består dessa plattor av jordskorpan plus den övre fasta delen av manteln, vilka tillsammans benämns lithosfären (av grekiskans lithos = 'sten'). Drivkraften bakom dessa rörelser anses vara strömmar i den underliggande plastiska delen av manteln, i sin tur orsakade av radioaktivt alstrad värme i jorden inre. Med undantag av Stilla havs-plattan består de stora plattorna av både kontinentskorpa och oceanskorpa. Oceanskorpan nybildas ständigt vid oceanryggarna, och förbrukas i s.k subduktionszoner nära kontinentkanterna, medan kontinenterna likt isflak passivt följer med de underliggande mantelströmmarna. Kontinenterna bryts sönder, driver sakta isär och kolliderar på nytt, så att mönstret av oceaner och kontinenter hela tiden förändras.

Jordskorpans plattor och plattgränser

Jordskorpans plattor och plattgränser (från "Naturen berättar", Naturhistoriska riksmuseet 1989).

De första ideerna om kontinentaldrift kom redan i början på 1900-talet, bl.a. från den tyske meteorologen Alfred Wegener. De baserades bl.a. på hur exempelvis Afrikas och Sydamerikas landkonturer tycktes passa ihop, men också på utbredningen av vissa fossil och på geologiska strukturer som gick att följa från kontinent till kontinent. Samtidens geologer var dock skeptiska, bl.a. därför att de bakomliggande mekanismer Wegener föreslagit inte kunde fungera. Först under 1960-talet fick kontinentaldriftsteorin i sin moderna tappning - platt-tektoniken - sitt genombrott (tektonik är den gren av geologin som sysslar med rörelser i jordskorpan, plattektoniken sysslar med de globala plattrörelserna).

Bevisen kom då bl.a. från undersökningar av djuphavsbottnarnas struktur och topografi, där ett mönster av djuphavsgravar och sammanhängande oceanryggar framträdde. Av särskild betydelse var mätningar av magnetiseringsriktningen i oceanbottnarnas bergarter. Dessa bergarter innehåller magnetiska mineral, framför allt magnetit, vars kristaller likt små kompassnålar ställer in sig efter det jordmagnetiska fältets riktning när bergarten stelnar. Av hittills ej klarlagd anledning byter detta fält riktning med ojämna mellanrum, någon eller några gånger per miljon år, så att magnetisk nordpol blir sydpol och vice versa, vilket avspeglar sig i bergarternas magnetiseringsriktning. Mätningar från fartyg visade på ett "zebra-randigt" mönster hos oceanbottnarna, med omväxlande band av nordriktad och sydriktad magnetisering, symmetriskt runt de mittoceana ryggarna, ett mönster som bäst förklarades om havsbottnen bildades vid den mittoceana ryggen för att sedan gradvis bli äldre ju längre bort man kom från denna åt båda hållen. På så sätt föddes idén om oceanbottenspridning.

Zebramönster vid Reykjanesryggen

"Zebrarandigt" mönster av omväxlande nord- och syd-riktad magnetisering av havsbottnen runt Reykjanesryggen, en del av den Mitt-atlantiska ryggen söder om Island (från "Jordens utveckling" i serien "Vetenskapens Värld", Fogtdals förlag 1988).

Schematisk skiss av havsbottnens struktur

Schematisk bild av oceanbottnen runt en spridningszon, med ömsom nordriktad (grå) och sydriktad (grön) magnetiseringsriktning. Tidsskalan visar oceanbottnens ålder och kronologin för polomkastningar de senaste fem miljoner åren.

Riftzonen vid Thingvellir på Island

Thingvellir - platsen för det isländska Alltinget i äldre tid - är beläget mitt i riftzonen mellan den Nordamerikanska plattan (till vänster på bilden) och den Eurasiska plattan. Sprickan Allmannagja (bilden) löper längs den västra sidan av den centrala riftdalen. Foto: Åke Johansson.

Mätningar av magnetiseringsriktningar hos magnetiska mineral i bergarter av olika ålder på kontinenterna, tydde samtidigt på att kontinenterna rört sig i förhållande till de magnetiska polerna. De slutliga bevisen för att kontinenterna faktiskt rör sig har kommit från pejlingar med radioteleskop mot avlägsna stjärnor. Med dessa pejlingar kan man beräkna avståndet mellan två radioteleskop, belägna på två skilda kontinenter, på några centimeter när. Upprepas mätningarna med några års mellanrum fås en signifikant skillnad, som är ett mått på kontinenternas inbördes rörelse. På senare år har även GPS-teknik använts på liknande sätt för att mäta olika kontinenters rörelser i förhållande till varandra.

Den plattektoniska teorin har inneburit att många geologiska fenomen som tidigare setts isolerade nu kan sättas in i sitt plattektoniska sammanhang, något som har lett till en revolution inom geologin. Det gäller jordbävningar och förkastningsrörelser, vulkanism och bildning av olika malmtyper, bergartsbildning, deformation av berggrunden och bildning av höga bergskedjor. Det innebär en annan helhetssyn på jordklotet och dess geologiska utveckling, med återkommande kontinentkollisioner med tillhörande bergskedjebildning och bildning av stora superkontinenter, som sedan spricker upp och bryts sönder igen. Genom att följa olika geologiska strukturer (gamla nederoderade bergskedjor, sprickzoner, storskaliga förkastningar) från en kontinent till en annan kan man försöka rekonstruera kontinentpusslet i förgången tid och se hur kontinenterna hängt ihop. Liksaså ger plattektoniken en förklaring på jordytans nuvarande utseende och storskaliga topografi, med kontinenter och oceaner, riftdalar och höga bergskedjor, oceanryggar, djuphavsgravar och vulkaniska öbågar.

Den plattektoniska cykeln

De plattektoniska processerna följer ett cykliskt förlopp, från uppsprickning av en kontinent, bildning av ny oceanskorpa och subduktion av denna, till kollision av kontinentfragmenten och bergskedjebildning, följd av ny uppsprickning.

Den plattektoniska cykeln

Den plattektoniska cykeln (från "Naturen berättar", Naturhistoriska riksmuseet 1989).

Uppsprickning (riftning): Strömmar i manteln tänjer ut kontinentskorpan och kan få den att börja spricka upp. En riftdal bildas, exempelvis den Östafrikanska riftdalen. Med tiden kan sprickdalen vidga sig så att en smal havsarm bildas, såsom Röda Havet, och de två kontinent-fragmenten skiljs åt.

Oceanbottenspridning: Riftzonen har blivit en oceanrygg, längs vilken uppsmält material från manteln tränger fram och bildar ny basaltisk oceanbottenskorpa. Oceanen vidgas alltmer och kontinenterna skjuts allt längre från varandra. Ett exempel är Atlanten med den Mitt-atlantiska ryggen. Oceanryggarna bildar ett sammanhängande nätverk av undervattens-bergskedjor. Där vulkanismen är särskilt kraftig kan topparna nå upp ovan vattenytan, ett exempel är Island. Vissa vulkaniska öar är dock inte knutna till ocean-ryggarna utan har sitt ursprung i isolerade heta fläckar (hot spots) av mantelmaterial som tränger upp, exempelvis Hawaii.

Subduktion och öbågevulkanism: Med tiden börjar den äldre, avsvalnade ocean-skorpan sjunka tillbaka ned i manteln. En s.k. subduktionszon bildas, ofta utmed en kontinentkant. Längsmed subduktionszonerna löper djuphavsgravar, upp till 10 000 meter djupa, och innanför dessa bildas kedjor av vulkaner när uppsmält material från den sjunkande oceanplattan eller ovanliggande mantelkil tränger upp till ytan. Därigenom sker en nybildning av kontinental jordskorpa. Om subduktionen sker precis intill kontinentkanten, som utmed Sydamerikas västkust, kan en hög bergskedja med vulkaner bildas. Om subduktionen sker längre ut till havs bildas en vulkanisk öbåge av typ Japan eller Indonesien.

Kontinentkollision och bergskedjebildning: Oceanen krymper i bredd allteftersom subduktionen tar överhand över oceanbottenspridningen. Till sist kolliderar kontinent-områdena på ömse sidor med varandra, berggrunden pressas ihop, veckas och förtjockas, och en hög bergskedja bildas. Ett aktuellt exempel är Himalaya och dess fortsättning västerut genom Iran, Kaukasus, Mindre Asien och Balkan till Alperna. Genom denna kontinentkollision och bergskedjebildning är den plattektoniska cykeln fullbordad.

Text och bilder: Åke Johansson

Mer information om plattektonik finns bland annat på United States Geological Surveys webbplats:
USGS sidor om plattektoniklänk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster

Powerpoint: Plattektonik och kontinentaldrift
En powerpoint-presentation om jordklotets byggnad, plattektonik och kontinentaldrift för skolbruk (högstadium och gymnasium), framtagen av Naturhistoriska riksmuseet och Föreningen för Geologins Dag. Baserad på samma material som dessa sidor.
Plattektonik och kontinentaldriftPowerpoint