<< tagasi  

LAAMTEKTOONIKA:

Juba iidsetest aegadest pani inimene tähele, et kivimiline maakoor ei ole sugugi paigal, vaid suuremal või vähemal määral kerkimise - vajumise liikumises. Sellest räägivad nii mägedest leitavad merepõhja organismide kivistised, kui vee alla vajunud maismaa osad. Kuni 20. saj. keskpaigani valitses geoloogias seisukoht, et sellised, “ühe koha peal” toimuvad maapõue kerkimis-vajumisliikumised ongi maakoores põhilisteks. Siit sellise geoloogia nimetus “fiksistlik geoloogia”.

Ulatusliku uue geofüüsikalis-geoloogilise andmestiku lisandumine ookeanipõhjast ja ka mandritelt pärast II maailmasõda viis 20. saj. 50-60-tel aastatel geoloogia välja maapõue liikumiste uue, “mobilistliku” käsitluseni: litosfääri laam- e. plaat-tektoonikani.

Tuleb välja, et sellised geoloogilised protsessid nagu maavärinad, vulkanism, intensiivsed maakoore deformatsioonid tükeldavad Maa pinda mitte niivõrd mandrilise ja ookeanilise koorega aladeks kui maakoorest hoopis suurema paksusega plokkideks – litosfääri plaatideks e. laamadeks. Oma pindalalt võivad laamad olla väga erinevad: hiiglaslikest Euraasia ja Vaikse ookeani plaatidest kuni pisikeste Kookose, Anatoolia ja veel väiksemate laamadeni välja. Lisaks vertikaalsetele kõikuvatele liikumistele teevad laamad miljonite aastate vältel läbi ka ulatuslikke külgsuunalisi triive kiirusega mõni cm kuni 20 cm aastas.

Laamatriivide rekonstrueerimine selgitas lihtsalt paljusid vana, “fiksistliku”, geoloogia mõistatusi: Atlandi ookeani lääne- ja idaranniku “kokkujooksmist”, 300 milj. a. tagasi lõunapooluselt radiaalselt laiali voolanud mandriliustike poolt aluspõhja kivimitele tõmmatud jääkriimude suundi Lõuna-Ameerikas, Aafrikas ja Indias, nende piirkondade ühtset 200 miljoni aasta vanust mandrilist faunat ja floorat jne.

Sellistele faktidele toetudes esitas saksa klimatoloog Alfred Wegener juba 20. saj. algul oma kuulsa hiidmandri Pangea eksisteerimise ja selle lagunemisele järgnenud mandrite triivi hüpoteesi, mis langes aga geofüüsikute hävitava kriitika alla, kuna eeldas mandrite triivimist ookeanilisel koorel Maa-Kuu vaheliste loodete jõudude toimel.

Laamtektoonika järgi, erinevalt Wegeneri hüpoteesist, triivivad mitte lihtsalt mandrilise koore plokid ookeanilisel koorel vaid litosfääri – nii ookeanilise kui mandrilise – plokid (laamad) astenosfääril.

Tänapäeval võib väita, et Maa on oma olemuselt looduslik “soojusmasin” mille gravitatsiooniväljas suurema tihedusega ainemassid liiguvad planeedi tsentri, väiksema tihedusega massid aga maapinna suunas. Maapõue sügavuse suurenedes mineraalide tihenemisega kaasnevad eksotermilised protsessid koos elementide radioaktiivse lagunemise soojuse ja välistuumast tõusva süvasoojusvooga tekitavad vahevöös kivimmassi viskoosset voolamist ja ülessulamise koldeid, mis hakkavad üles, maapinna suunas liikuma, nagu seda teeb kuum vesi tulele asetatud teekannus. Laamtektoonika seisukoha järgi ringleb kivimaines vahevöös selliste soojuslike “konvektsioonvoolustena”. Siit ka laamtektoonikale antud naljatlev iseloomustus: “teekannu filosoofia”.

Sarnaselt pigi aeglasele plastilisele liikumisele rõhu all tõusevad vahevöö sügavamatelt tasemetelt kuumad kivimmassid üles, kus vahevöö ülaosas rõhu vähenemise tõttu tekib piki mineraaliterade kontakte ülessulamisvedeliku kilesid, mis tekitavadki ülejäänud vahevööst ja maakoorest plastilisema kivimivöö - astenosfääri. Pöörleva Maa tingimustes võivad aga mõni kuni paarkümmend protsenti vedelikku (magmat) sisaldavad astenosfääri kivimmassid juba ulatuslikult külgsuunas plastiliselt voolata, millist efekti me näemegi astenosfääri pinnal nagu parvedena “ujuvate” litosfääri laamade horisontaalsuunalise triivina.

20. saj. keskpaigaks tuvastatud ookeanide keskahelike globaalne süsteem (joon) ongi selliseks paigaks, kus vahevöö ainese tõusvoolused kuumutavad intensiivselt astenosfääri, sulatades selle kivimeist basaltset magmat. Viimane tõuseb maapinna suunas osaliselt tardudes ka oma teel süvakivimi gabro massidena - kuni lõpuks purskub keskahelike harjal Maa pinnale välja basaltsete vulkaanide laavana. Samal ajal triivivad ookeanide keskahelike harja vastasnõlvad aeglaselt teineteisest eemale.

Ookeanide keskahelikud on intensiivsete kivimkeskkonna venitus e. lahknemispingete areaalid –sellest räägivad nii nende pangasmäestikuline reljeef, kui arvukad madalad, paari kilomeetri sügavuse kolletega maavärinad. Basaltsest magmast tardunud ookeaniline maakoor rebitakse siin kaheks teineteisest kiirusega 2 – 15cm aastas eemale triivivaks pooleks. Nii algab ookeaninõo laienemine – spreeding. Seda protsessi võime oma silmaga näha Islandil - Atlandi ookeani keskaheliku lõigul, mis on astenosfääri “magmapadja” peal vee alt välja tõstetud.

Ookeanipõhja spreedingu suunad ja kiirused on looduse poolt “üles kirjutatud” ookeanipõhja kivimitesse keskahelikuga paralleelsete ribaliselt erineva intensiivsusega magnetväljana. Nimelt jäädvustab keskahelikus tardunud basaldi magnetväli kivimi tekkeaegse Maa magnetvälja orientatsiooni. Geoloogilise aja vältel vahetavad aga Maa magnetiline põhjapoolus ja magnetiline lõunapoolus korduvalt oma asendeid - tänu Maa vedelas välistuumas (kus tekitatakse Maa dünaamiline magnetväli) toimuvate ainevooluste süsteemi ümberkorraldumistele. Resulteerudes kaasaegse Maa magnetväljaga annavad sellega sama ja vastupidise magnetvektori orientatsiooniga basaldid erineva intensiivsusega väljapildi. Ookeanipõhja ribaline magnetväli ja kivimite vanuse suurenemine keskahelikest eemaldumise suunas näitavad ühemõtteliselt ookeanilise litosfääri keskahelikest lähtuvat spreedingulist teket.

Kaasaegsed ookeanid on geoloogiliselt väga noored struktuurid – nende kivimite vanused on nooremad, kui 180 miljonit aastat. Võrdluseks: mandreilt leitud Maa vanimate kivimite vanused küünivad kuni 4 miljardi aastani.

Spreedingu käigus jahtunud ja settimise läbi paksenenud ookeaniline litosfäär vajub teatud momendil läbi astenosfääri vahevöösse –subdukteerub. Tänu sellele nähtusele me ei leiagi kaasaegsete ookeanide põhjast setteid – kivimeid vanusega üle 180 milj. a. Subduktsioonipiirkonnad, tuntud ka kui aktiivsed ookeaniääred, algavad ookeani poolt ookeanisüvikuga - “uppuva” laama vahevöösse vajumise lähtekohaga. Kui protsess areneb ookeanilise koore sees, ehitatakse subduktsiooni käigus tekkiva basaltse ja andesiitse magma poolt süviku kõrvale ookeani põhjale vulkaaniline saarkaar. Kui aga ookeaniline litosfäär “upub” vahevöösse vastu mandri äärt tekib viimasele vulkaaniline mäestik. Mõlemat olukorda võib kaasajal näha Vaikset ookeani ümbritseva vulkaanilise “tulerõngana”. Subdutseeruva ookeanilise litosfääri vahevöösse vajumise trajektoori tähistavad järjest sügavnevad, kuni 670 kilomeetrini, maavärinate kolded.

Kogu ookeanipõhja kivimite mass ei kao siiski jäljetult subduktsioonivööndis vahevöösse. Osa sellest “kraabitakse” subduktsiooni käigus ookeaniliselt koorelt maha aktiivse mandrilise ääre külge akretsioonikiiluna. Siia liitub ka lihtsalt ookeanilisest basseinist spreedingu protsessides kohale transporditud nn. võõrplokke e.terreine – basaltide platoodest, kuni mitmesuguste ookeanisaarteni välja.

Ookeanide aktiivsesse äärde tekib ka hulgaliselt nii ookeanilise, kui mandrilise koore kui vahevöö ülaosa kivimite ülessulamisel tekkinud magmadest tardunud kivimeid. Subduktsioonipiirkonna maapõues kulgeb lausaliselt ka kõikide kivimite moone (regionaalne metamorfism). Kõigi nimetatud protsesside resultaadina moodustubki siin ookeanilise litosfääri ja vahevöö ülaosa kivimite arvelt uus, varasematest kivimitest väiksema tihedusega, graniitsete kivimite rikas vahevöösse “uppumatu” kontinentaalne maakoor.

Ookeani keskaheliku aktiivsuse vaibumine subduktsiooniprotsesside jätkumisel äärtel viib ookeaninõo ahenemisele, mille äärmuslikuks juhuks on ookeaninõo sulgumine mandriliste ookeaniäärte põrkumise – kontinentide kollisiooni protsessis. Taolist olukorda näeme Alpide – Himaalaja kurdmäestike vööndis, kus Vahemeri ja Must meri esindavad Mesosoilise Tethyse ookeani reliktseid osi, Himaalaja kõrgmäed aga oma 75-80 km paksu topeldunud mandrilise koorega ligikaudu 40 milj aastat tagasi alanud India ja Euraasia mandriliste laamade põrkepiirkonda.

Maapinnal iseloomustavad aktiivse ookeani ääri ja kontinentide kollisiooni piirkondi kokkusurvepingete väljas tekkinud kurdmäestikud.

Nagu näha, haarab selline ookeanide arengupilt loomulikuna endasse ka mandriliste alade ulatuslikke horisontaalsuunalisi triive, mida viimaste kivimite geoloogilised ja paleomagnetilised andmed ka kinnitavad. Veelgi enam, tuleb välja, et sellised litosfääri laamade horisontaalsed liikumised ei ole geoloogilise aja vältel päris kaootilised. On selgunud, et triivides pika geoloogilise aja jooksul mandrilised laamad liituvad üksteisega hiid- e. superkontinendiks, mis võib ühtse tervikuna püsida 200 – 400 milj aastat enne kui laguneb uuesti mandrite “kildudeks”koos nendevaheliste ookeanide tekkega. Viimane hiidkontinent, A.Wegeneri nimetatud Pangea, moodustus 350 miljonit ja hakkas lagunema 160 milj aastat tagasi. Meie elame praegu Maa “hiidkontinentide kalendri” järgi selle viimase hiidkontinendi lagunemise ajastul. Varasematest superkontinentidest on andmeid veel ligikaudu 1 miljard, 1.6 ning 2.5 miljardit aastat tagasi eksisteerunute kohta.

Laamtektooniline andmestik näitab, et tuleb teha vahet maailmaookeani (Wegeneril Panthalassa) ja mandritevahelise ookeani tüübi vahel. Esimene on eksisteerinud Maal kogu planeedi geoloogilise ajaloo vältel. Kaasajal on selle esindajaks Vaikne ookean. Kõik ülejäänud tänapäeva ookeanid on aga tekkinud Pangea hiidmandri lagunemise protsessis kontinentidevaheliste ookeaninõgudena.

Kuidas toimub aga mandriliste laamade lõhkumine? Vastust sellele näeme nn. kuuma täpi protsessides. Nii ookeanides kui mandritel on leelismetallidest K ja Na rikastunud leeliselise magma vulkaane, mis kujutavad endast süvavahevööst pärit kuumade kivimite ülessulamiskollete –kuumade täppide e.pluumide - tõusukohti üles, Maa pinnale. Kuumad täpid paiknevad laamade piiridest sõltumatult ning ei tee kaasa laamatriive. Seetõttu tekitavad nad nende kohalt üle triivivates suhteliselt väikese paksusega ookeanilistes laamades joonelisi, ühes suunas suureneva vanusega vulkaanilisi ahelikke. Tüüpiline kuuma täpi ahelik on Vaikses ookeanis Havai-Imperaatori ahelik, kus vulkaanide vanus suureneb kaasajal tegutsevast Mauna Loa vulkaanist kuni 75 milj a eest tegutsenud, praegu ookeani veepinna alla jääva kustunud Meiji vulkaanini Aleuudi saarkaare juures.

Tõustes paksu litosfääriga, raskelt läbitava mandrilise laama alla, (mis triivib ka ookeanilisest laamast palju aeglasemalt), tekitab pluum selles võlvkerke ja sulatab üles ka kontinentaalse koore kivimeid. Arenevas venituspingete väljas moodustuvad võlvkerke laes radiaalselt, ideaaljuhul üksteisega 120º all kolmekiireliselt hargnevad rebendid, mida laiendavad maapinnal erosiooni ja langatusprotsessid ning mida mööda tõusevad üles ka kuuma täpiga seotud magmad - tekib pangasmäestikulise ehitusega kontinentaalne rift. Läbi mandrilise laama suudab läbi murda, kas väga suure soojusenergiaga vahevöö kuum täpp või mitme täpi kooslus – seetõttu areneb kontinentaalne rift Maa pinnal mitmeharulise joonelise geostruktuurina, nagu me näeme seda tänapäeval Ida-Aafrika riftide süsteemis. Hääbunud, “välja surnud” kontinentaalse rifti harusid nimetatakse aulakogeenideks.

Juhul kui kuuma täpi soojusenergia on olnud nii suur, et on põhjustanud ka  astenosfääris ulatuslikku kivimite ülessulamist, näeme basaltse magma massilist väljavoolu maapinnale –tekivad basaltsed platood (Kolumbia, Dekkaani, Siberi trappide jt. platood). Selles protsessis võib astenosfäär muutuda nii aktiivseks, et selles tekkinud basaltse magma massid rebestavad täielikult kontinentaalse litosfääri ning moodustub ookeani keskaheliku tüüpi, seega juba ookeaniline rift, mis hakkab “tootma ookeanilist koort” – s.t algab ookeanilise nõo areng. Punane meri on tänapäeval selline “embrüonaalne ookean”. Taoliselt, läbi kuuma täpi ja kontinentaalse riftistumise protsesside ookeanilise rifti tekkega toimubki mandriliste laamade lõhkumine ja kontinentidevaheliste ookeanide moodustumine.

Kontinentidevahelise ookeanilise basseini arengut selle tekkest (nn. Punase mere staadiumist) -läbi passiivsete , (Atlandi oookeani) ja aktiivsete äärtega (Vaikse ookeani) ning aheneva ookeaninõo, (Vahemere) staadiumite – kuni ookeaninõo sulgumiseni (Himaalaja) kirjeldav skeem on tuntud Wilsoni tsüklina.

Erinevalt aga ookeanilisest litosfäärist, mandrilise koorega laamaosad ei tee (tänu oma kivimite väikesele tihedusele) läbi subduktsiooni – s.t. Maa geoloogilise arengu käigus on mandrilise koore mass kogu aeg kasvanud – kogu planeedi pikk geoloogiline ajalugu on jäädvustunud eelkõige kontinentaalse koore kivimeisse.

Suures plaanis on Maa litosfääri geoloogiline ajalugu vaadeldav laamade pikajalisel triivil tekkivate hiid- e. superkontinentide moodustumise, mõneajalise püsimise ja sellele järgneva lagunemise protsessidena

Juho Kirs