TEMA BROJA - EPOHE RAZVOJA ZEMLJE

Pripremio: Gordana Jovanović

Kretanje kontinenata

Toplo more u Šumadiji

Priča o nastanku Zemlje je skoro neverovatna, počev od Velikog praska i formiranja prvobitne atmosfere, naglog razvoja organizama tokom kambrujuma (kambrijumska eksplozija života) i mnogih promena koje su dovodile do masovnih izumiranja jednih i razvoja drugih organizama . Zemlja je kao i duge planete prošla kroz razne faze razvoja , ali od vremena kada je nastao život, samo na Zemlji se dogodila evolucija živog sveta. O mnogim događajima verovatno nećemo nikad ništa saznati jer tragovi o njima nisu sačuvani.

Za nauku je postanak Zemlje jedna od najvećih misterija zbog čega su, i pored mnogih metoda istraživanja, neki zaključci ostali na nivou pretpostavki. Ovo se naročito odnosi na sam početak nastanka planete, na prvih milijardu godina. Pre oko četiri milijarde godina, na Zemlji su se pojavili prvi gradivni blokovi - kratoni, tj. prve velike stene koji su isplivale na površinu i formirale prvi protokontinent.

Zemljina kora i deo gornjeg omotača litosfere su čvrsti delovi naše planete. Ispod njih je topla i plastična asthenosphera . Litosfera je podeljena na dvadesetak glavnih i manjih ploča koje se veoma sporo kreću preko astenosphere . Kretanja ovih ploča dovodi do podvlačenja jednih pod druge ili sudaranja i formiranja planinskih lanaca. Kretanja su toliko spora da su za običnog čoveka skoro neprimentna. Ova pomeranja iznose oko 160 mm godišnje, a najviše samo ide oko 10 do 40 mm godišnje.

Ploče se mogu kretati u različitim pravcima i pri tome se približavati jedna drugoj ili razilaziti, kao što se dešavalo u geološkoj prošlosti, a predviđa se i u budućnosti naše planete. Kretanja ovih ploča utiče na promenu klime i raspored živog sveta.

Prema nekim istraživanjima, planeta Zemlja se nalazi približno na pola puta između nastanka prethodnog superkontinenta Pangea, koji je nastao pre oko 300 miliona godina i postojao do pre oko 150 miliona godina, i sledećeg mogućeg superkontinenta koji može nastati u budućnosti za oko 250 miliona godina. Termin superkontinent se primenjuje za veoma velika kopna koja su u nekom periodu predstavljala sve objedinjene kopnene mase na Zemlji. Pangea je zbog dinosaurusa postao najpoznatiji, ali nije jedini superkontinet koji je p o stojao u periodu od oko 4,6 milijardi godina od kada postoji Zemlja.

Planeta je bila skoro potpuno prekrivena okeanom u ovoj fazi njene istorije . Ur kontinent je bio prvi poznati kontinent, formiran pre oko 3 milijarde godina u ranom arhaiku . Nastankom kratona pre oko 3,5 do 2, 8 milijardi godina. ( Kapval kraton u južnoj Africi i Pilbara kraton u severozapadnoj Australiji), formiran je superkontinent Valbara, tada jedini na planeti. Valbara se nalazi između dva kratona. T o potvrđuju i geohronološka i paleomagnetska proučavanja između ova dva kratona iz arhaika.

Pre oko 3, 1 do 2,7 milijardi godina, u paleoproterozoiku, nastao je superkontinet Kenorland, koji je zahvatao veći deo današnih SAD i Kanade, Grenlanda, skandinavskih zemalja, zapadne Australije, deo južne Afrike . The Yilgarn kraton (današnja zapadna Australija) sadrži kristale cirkona u svojoj kori što datira od pre 4,4 milijarde godina. Na osnovu ključniih odlika Kapvaal , K arelijanskog i Pilbara kratona, poslednja istraživanja ruskih naučnika su pokazala da su kretanja ovog superkontine n ta tokom neoarhaika - paleoproterozoika iznosila 4-9 cm godišnje, što je približno današnjim vrednostima kretanja litosfernih ploča.

Postoje različite teorije o raspadanju ovog superkontinenta. Jedna od njih pretpostavlja da se Kenorland podelio pre oko 2,6 milijardi godina i izazvao jake padavine, zbog čega je došlo do smanjenja ugljen-dioksida i nastanka Zemlje - snežne grudve, kada su na celoj planeti bile veoma niske temperature. To nije poslednji put kada je, zbog raspadanja jednog superkontinenta, došlo do velikih ekoloških posledica.

Sl. 4. Prvi "pravi " superkontinent Kolumbija

Prvi "pravi" superkontinent je verovatno Kolumbija, koja je formirana pre oko 1,8 milijardi godina, u mezoproterozoiku. Kolumbija je zahvatala oko 50 miliona km2.

Posle raspada Kolumbije, od raspadnutih delova i drugih kratona koji su rasli stotinama miliona godina, pre oko milijardu godina, u neoproterozoiku, formiran je veći superkontinent Rodinija koji se nalazio južno od ekvatora. Formiranje m Rodinije, Zemlja je ušla u dug period klimatskih promena, kada su lednički sedimenti bili izuzetno rasprostranjen i . Raspadanje Rodinije je započeto pre oko 550 miliona godina.

Sl. 5. Superkontinent Rodinija

Slično raspadanju Kenorlanda, raspadanje Rodinije je omogućilo ponovno stvaranje Zemlje - snežne grudve. Veliki superkotinent Rodini j a se na kraju raspala zbog nagomilavanja toplote u unutrašnjosti Zemlje. Nakon raspadanja došlo je do otvaranja novih okeana i formiranja plićih mora. Raspadom Rodinije nastaju ogromne vulkanske eksplozije, čime su oslobođene bogate hranljive materije ispod Zemlje, u okeanima.

Nastali su povoljniji uslovi za život posle veoma surovih uslova tokom postojanja Zemlje - snežne grudve. Bez Rodinije, a svakako i bez tektonike koja je dovodila do pomeranja, grupisanja i ras p adanja superkontinenata danas ne bi bilo živog sveta. Postoji mogućnost da je između Rodinije i Pangea postojao još jedan superkontinent Pannoti j a, koji je najverovatnije nastao slučajno, sudarom tektonskih ploča i nije dugo trajao.

Sl. 6. Proterozoik- pre oko 600 miliona godina

Rodini j a se podelila duž linije približno pravca sever-jug. Vremenom je ovaj rift postajao sve veći da bi se potom formirao ogroman okean Pantalas (grčka reč: sva mora). Pantalas okean je vremenom postajao sve veći i odvojio je Ameriku, Sibir i Skandinaviju od Antarktika, Australije i ostatka istočne hemisfere. Obale Rodinije su bile dosta mirne sa pogledom na veliki okean Pantalas. Ponekad se naziva i Paleo-Pacifik ili Stari Tihi okean). Nalazio se na zapadu i severu od superkontinenta Pangea, a na jugoistočnoj strani je formiran najpre Paleo tetis okean. Kada je Pangea podeljena zatvaranjem Tetisa, od Pantalasa je postao Tihi okeana, a odvajanjem drugih kontinenata su formirani Indijski, Atlantski i Arktički okean. Smer kretanj a struja u Tetisu i Pantalasu je bio suprotan.

Pronalazak ostat a ka subdukcione ploče iz trijasko-jurskog perioda, naučnici su nekada veliki okean Pantalas podelili na dva regiona, istočni Talas okean i zapadni Pontus okean. Subdukciona ploča je nazvanaTelkinia. Pontus i Talas su morska božanstva u grčkom mitu, a njihovo dete Telkines je kažnjemo od strane bogova i poslato u podzemni svet zbog zloupotrebljavanja svojih moći.

Sl. 7. Mapa okeana Pantalas pre oko 200 miliona godina. Bele ovalne površine pokazuju rekonstruisana mesta vulkanskih lukova poznatih iz kontinentalnih stena .

Krajem krede, pre otprilike 65 miliona godina, započelo je sudaranje Afričke ploče sa Euroazijskom. Početkom kenozoika u paleogenu kontinenti su i dalje lutali prema svojim današnjim pozicijama. Prekinute su poslednje veze Evrope sa Severnom Amerikom i Australije sa Antarktikom. Sužavanje okeanskog prostora izazvalo je jake tektonske poremećaje pri čemu su se horizontalni slojevi naborali, razlomili i izdigli iznad površine mora, stvarajući planinske lance kao što su Alpi, Dinaridi i Karpati. Na taj način praokean Tetis je velikim delom nestao, a njegov je ostatak današnje Sredozemno more.

Delovi kopna koji su ostali posle raspada Rodinije polako su počeli da se grupišu u drugoj polovini paleozojske ere. Posle subdukcije duž duž zapadne obale Severne Amerike dolazi i do drugih pokreta, da bi se do perma (pre oko 300 miliona godina) kontinenti još jednom "okupili" i formirali novi superkomtinet zvani Pangea (grčka reč: sve zemlje).

Sl. 8. Superkontinent Pangea tokom kasnog paleozoika (pre oko 260 miliona godina) sastavljen je od dva velika dela (Gondvana na jugu i na Laurazi j a na severu).

Tereni Evrope i naše zemlje Srbije su imali burnu geološku prošlost još od nastanka naše planete. Izgrađeni su od stena različite starosti nastalih od prekambrijuma do kvartara. Tokom kasnog neoproterozoika i ranog paleozoika krupni pokreti su se dešavali u Evropi; nastao je rift između Baltika i Gondvane . Nastaju Karpatsko-blakanske planine, a u ranom ordovicijumu Dinaridi i Srpsko-makedonska masa. Ove stene, zajedno sa brojnim fosilima ko j i su sačuvani u njima, sv e doče o istoriji stvaranja terena dugoj više od 500 miliona godina. Njihovim proučavanjem dat je veliki doprinos u rasvetljavanju geološke evolucije planete Zemlje.

Prema najnovijim proučavanjima arheocijata (najstariji kalcifikovani sunđeri), stene severoistočne Srbije u kojima su pronađeni nastale su tokom kambrijuma. Na obalama ovog superkontineta, u velikom delu Srbije nađeni su raznovrsni fosili paleozojske starosti. Početkom paleozoika počinje de ponovanje sedimenata u velikom okeanu Tetisu, a u vreme krede prostori Srbije i drugih zemalja Evrope predstavljali su severnu granicu ovog okeana.

Zajednice superkontinenta Pangea su verovatno zbog velikih klimatskih promena doživele masovno izumiranje. Krajnji uzrok ovog velikog izumiranja je i dalje nejasan, moguće je i uticaj asteroida pre oko 245 miliona godina. Pangea je opstala oko 100 miliona godina, od perma do trijasa. Uslovi su poboljšani u trijasu kada nastaju prvi dinosaurusi i sisari. Raspad superkontinenta Pangea je kao i Rodinije nastao zbog nakupljene unutrašnje toplote. Pangea se počela raspadati pre oko 205 miliona godina pretežno duž linije istočne i zapadne hemisfere, a formirao se Atlantski okean. Dolazi do pomeranja Severne Amerike ka zapadu i širenja Atlantskog okeana. Raspad superkontinenta Pangea uveo je i Srbiju u novi geološki period sa uslovima veoma povoljnim za razvoj živog sveta do kraja mezozoika.

Sl. 9. Paleogeografska karta Zemlje pre oko 500 miliona godina sa obeleženim crvenim i belim pravougaonikom koji predstavlja položaj šireg regiona Srbije

Pre 19-18 miliona godina došlo je do dramatičnih geoloških promena koje su dovele do početne faze razvoja Panonskog basena. Tektonski pokreti Štajerske tektonske faze omogućili su uslove za veliku morsku transgresiju, nakon koje su na delu Srbije i okolnih regiona deponovani debeli slojevi različitih sedimenata. Velika prostranstva Evrope su bila pokrivena toplim slanim i plitkim morem, koje se u Srbiji prostiralo do današnjeg položaja Aranđelovca. Najjužnije rasprostarnjenje ovog mora je utvrđeno severoistočno od Kruševca, u Despotovačkom basenu. Transgresija je najpre zahva tila niske delove kopna na ko j ima su u prethodnom dobu postojala jezera. Česti tektonski pokreti i eustatičke promene nivoa mora su imali veliki uticaj na izgled tadašnjeg paleoreljefa i raspored kopnenih i morskih oblasti, a u okviru morskih je formirano više manjih podbasena, zaliva i kanala.

Sl. 10. Palaeogeografska rekonstrukcija donjobadenske transgresije (pre oko 16 miliona godina)

Već tokom kasnog srednjeg miocena (sarmata), veze sa susednim morima su se sve više sužavale, da bi pre oko 11,7 miliona godina, zapadni deo tog mora bio izolovan u okviru Panonskog basena, kada je nastalo Panonsko jezero. Izdizanje planinskih lanaca je imalo veliki uticaj na ovu izolaciju, možda veći nego što su mogle imati eustatičke promene nivoa mora. Migracije pojedinih vrsta iz Panonskog jezera na istok pokazuju da je između ovih basena, tokom kasnog miocena, ponovo uspostavljena veza. Tektonski pokreti u regionu, naročito vertikalni, nastavljeni su, što je omogućilo nastanak Dunava i nekih pritoka nizvodno od Đerdapa, gde reka prelazi Karpate, kao i formiranje čitavih predela sličnim današnjim. Današnji tok Dunava kod Đerdapa je formiran tokom pliocena ili pleistocena, kada je klima postala dosta surovija i dovela do nastanka poslednjeg ledenog doba.

Organizami su se razvili kao odgovor na promene u životnoj sredini kroz prirodnu selekciju. Ovaj proces je nastao još od nastanka najjednostavnijih organskih molekula u vodi, pre više od četiri milijarde godina. Sam početak nastanka života je izuzetno složen sistem i još uvek je ostao nerazjašnjen. Veliki broj faktora je uticao na sastav prvobitne atmosfere i doveo do njenih današnjih odlika. Neki od ovih faktora kao što su tektonika ploča, vremenski faktori koji "recikliraju" stene, vodu i gasove i hemijske promene izazvane nusproduktima samog života, interni su faktori same planete. Međutim, spoljašnji faktori, kao što su postepen ali sve jači sjaj Sunca tokom milijardi godina, postepene promene u Zemljinoj orbiti tokom mnogo desetina hiljada godina i retki ali katastrofalni događaji izazvani udarima džinovskih meteora i kometa, takođe su odigrali važnu uloga u razvoju Zemlje i života na njoj. Živi svet je danas predstavljen milionima vrsta biljaka i životinja nastanjenih širom platene. Ipak te vrste nisu bez ikakvog pravila razbacane. Većina njih živi u topskim predelima (u blizini ekvatora) a idući prema polovima, raznovrsnost postaje sve manja i manja.

Sl. 12. Pretpostavljen raspored kontinenata u budućnosti - Pangea ultima

S obzirom da su dosadašnja proučavanja pokazala da se kopnene mase stalno kreću, postoji i mogućnost da se jednoga dana, za oko 250 miliona godina, ponovo sastave i formiraju novi ciklus superkontinenata. Šta će se dogoditi sa današnjim rasporedom kontinenata, može se samo pretpostaviti. Prem a nekim mišljenjima, nestaće mnoga mora i okeani, Afrika i Severna Amerika će se međusobno približiti, Južna Amerika će se približiti Antarktiku, Australija će se sudariti sa Kinom i jugoistočnom Azijom, dok je Evropa na putu ka Severnom pol u . Ovakav izgled planete je dobio naziv Pangea Ultima. Geolozi smatraju da postoje još najmanje tri scenarija izgleda i rasporeda kontinenata u budućnosti koji su dobili nazive: Novopangaea, Amasia i Pangea proksima.

Sl. 13. Tri scenarija izgleda i rasporeda kontinenata u budućnosti koji su dobili nazive: Novopangaea, Amasia i Pangea proksima.

Priča o kretanju kontinenata i promenama koje su pri tome nastajale i dalje je nepotpuna. Dok su kontinenti bili jedna celina Pangea, sva živa bića mogla su se slobodno kretati. Raspadanjem kontinenata dolazi do geografskih izolacija mnogih organizama, što je omogućilo da evolucija krene u neočekivanom pravcu. Iako su geolozi prikupili i dešifrovali mnogo podataka o razvoju naše planete, ostaje još mnogo nejasnoća i mnogo rada u budućnosti.

Gordana Jovanović

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"