A tudomány “Pangaea Proxima”-nak nevezi. Te talán inkább a következő nagy dolognak neveznéd. Egy szuperkontinens van készülőben, amely magába foglalja a Föld összes nagyobb szárazföldjét, ami azt jelenti, hogy Ausztráliától Alaszkáig, vagy Patagóniától Skandináviáig sétálhatnál. De ez körülbelül 250 millió év alatt fog kialakulni.
Az Illinois állambeli Evanstonban található Northwestern Egyetem munkatársa, Christopher Scotese számára izgalmas az a tény, hogy kontinenseink nem mozdulatlanok. Hogyan helyezkedtek el a múltban – és hogyan fognak elhelyezkedni a jövőben?
“Ötvenmillió év múlva Ausztrália sokkal nagyobb mértékben fog ütközni Délkelet-Ázsiával” – mondja. Afrika is egészen Dél-Európához fog nyomulni, míg az Atlanti-óceán a mainál sokkal szélesebb óceán lesz.
Azért, hogy mindezeket a részleteket szemléltesse, Scotese készített egy animációt, amely az idő múlásával szemlélteti előrejelzéseit.
Elismeri azonban, hogy az 50 millió éven túli időszakra vonatkozó előrejelzések – amelyek magukban foglalják a Pangaea Proxima előrejelzését – “nagyon spekulatívak”.
A Föld kontinensei lemezek rendszerén nyugszanak, és ezek különböző sebességgel mozognak. Egyesek évente körülbelül 30 mm-t (1,2 hüvelyk) mozognak, míg mások ennek ötszöröse is lehet. Ez nagyjából az emberi köröm, illetve a haj növekedésének sebessége.
Napjainkban a lemezek mozgását a talajba épített műholdas helymeghatározó műszerekkel követik. De már jóval azelőtt tudtuk, hogy a lemezek mozognak, hogy feltalálták volna ezt a technológiát. Hogyan? Hogyan jöttünk rá valaha is, hogy hatalmas, mozgó lemezeken állunk, hiszen olyan lassan mozognak és olyan hatalmasak?
Az elképzelés, hogy a kontinensek mozognak, évszázadokra nyúlik vissza, de az első alkalom, amikor valaki komoly bizonyítékot szolgáltatott az elképzelés mellett, 100 évvel ezelőtt volt. Ez a valaki Alfred Wegener német geofizikus volt.
Sok geológus számára a kontinensvándorlás őrült ötletnek számított, amelyre kevés szilárd bizonyíték volt
Az óriási óceánok által elválasztott kontinenseken talált megkövesedett növények és állatok között figyelemre méltó hasonlóságokat vett észre. Ez azt sugallta számára, hogy ezek a kontinensek kapcsolatban álltak egymással, amikor ezek a most megkövesedett fajok még éltek.
Mivel több, amikor Wegener megnézte a térképeit, világosan látta, hogy Dél-Amerika és Afrika olyan, mint két óriási puzzle-darab – összeillenek. Vajon ez tényleg csak véletlen lehetett, vagy évmilliókkal ezelőtt összekapcsolódtak, hogy aztán szétsodródjanak?
Ez volt Wegener elméletének lényege: a kontinensek sodródása. De csak keveseknek tetszett.
Sőt, sok geológus számára a kontinentális sodródás egy őrült ötlet volt, kevés szilárd bizonyítékkal. Hogyan mozoghatnak pontosan a hatalmas kontinensek?
Wegener nem tudott kielégítő magyarázatot adni. 1930-ban halt meg. De az ötlete tovább élt, és 20 évvel később megkezdődött az igazolása.
Dél-Amerika és Afrika olyan volt, mint két óriási puzzle-darab – összeillettek
A döntő titkokat, amelyek felfedték volna elméletének igazságát, nem ezeken a mozgó kontinenseken találták. Ezek mind a tenger alatt voltak elrejtve.
Marie Tharp az elsők között volt, akik felismerték, hogy a hegyvonulatok és a hatalmas völgyek nemcsak a szárazföldön, hanem az óceánok alatt is megtalálhatók. Az 1950-es évek elején Tharp segített feltérképezni egy gigantikus, több ezer kilométer hosszú, de csak néhány kilométer széles tenger alatti hegyvonulatot, amely cikk-cakkban húzódott végig az Atlanti-óceán közepén.
A többi óceán hullámai alatt is hasonló hegyvonulatok húzódnak. Ezeket azóta “óceánközépi gerinceknek” nevezték el – és felfedezésük segített megfordítani a Föld felszínének kialakulásával kapcsolatos elképzeléseket.
Harry Hess amerikai geológus, aki a második világháborúban tengeralattjárók parancsnoka volt, felismerte az óceánközépi gerincek lehetséges jelentőségét.
A kőzetnek ez az oldalirányú mozgása… végső soron megmagyarázhatja, hogy miért mozognak maguk a kontinensek
A háború alatt Hess szonár segítségével részletesen feltérképezte az óceánfenék egyes területeit. Megállapította, hogy az messze nem az a lapos, jellegtelen táj, amilyennek a legtöbb geológus feltételezte.
Az óceánközépi gerincek felfedezése illeszkedett egy általa kidolgozott elképzeléshez – nevezetesen, hogy az óceánfenék folyamatosan, de nagyon lassan megújul. Azt feltételezte, hogy a forró magma az óceánközépi gerincek mentén feltört és kőzetté hűlt. Aztán, ahogy egyre több forró magma tört fel a gerinceknél, a lehűlt kőzetet a gerincek oldalain lefelé tolta, hogy helyet csináljon.
A kőzetnek ez az oldalirányú, az óceánközépi gerincekre merőleges mozgása végső soron megmagyarázhatja, miért mozogtak maguk a kontinensek. Az óceánközépi gerincek mentén feláramló magma nyomta őket.
Ez az elmélete “tengerfenékterjedés” néven vált ismertté. Más geológusok azonban még mindig szkeptikusak voltak. A tenger alatti egyéb jellegzetességek azonban egyre több nyomot szolgáltattak, és fokozatosan Hess javára fordították a véleményt.
Ez egyszerűen az eddigi legjobb bizonyíték volt egy olyan hajtóerőre, amely képes elmozdítani a kontinenseket.
A Földön sok kőzet tartalmaz mágneses ásványokat. Mielőtt ezek a kőzetek megszilárdultak volna a magmából, ezek az ásványok apró iránytűként tudtak forogni, és a Föld mágneses mezejéhez igazodni. Lehűléskor az “iránytűket” a helyükre fagyasztották.
Lawrence Morley kanadai geológus és Frederick Vine és Drummond Matthews brit geológusok rájöttek, hogy ez az igazodási folyamat újabb bizonyítékot szolgáltat a tengerfenék terjedésére.
A Föld mágneses mezeje időnként megfordul: iránytűink az Antarktisz felé mutatnának, nem pedig az Északi-sark felé. Ez a megfordulási folyamat megmutatkozott a tengerfenék szerkezetét alkotó kőzetekben. “Csíkos” volt, normál és fordított polaritású sávokba rendeződött, amelyek az óceánközéphegységgel párhuzamosan feküdtek.
A legjobb magyarázat erre a tengerfenék terjedése volt.
A lemezek olyanok, mint a leves tetején lévő kis kéregdarabok.
A mágneses ásványok a forró lávában az óceánközéphegységnél a Föld mágneses teréhez igazodnak, majd a láva kihűlésével megfagynak. Ahogy a kőzet kialakul, majd lefelé mozog a gerincen és távolodik a gerinctől, megőrzi a Föld mágneses mezejének több tízezer év alatt bekövetkezett változásait. Ezeknek a feljegyzéseknek a tanulmányozását “paleomágnesességnek” nevezik.
Az elképzelés azt is megmagyarázza, hogy a gerinc mindkét oldalán lévő csíkok miért voltak általában egymás pontos tükörképei. A kőzet általában ugyanolyan sebességgel távolodik az óceánközéphegység mindkét oldaláról.
Ez egyszerűen az eddigi legjobb bizonyíték volt egy olyan hajtóerőre, amely képes a kontinensek elmozdítására. A geológusok ma már elfogadják, hogy Hessnek – és előtte Wegenernek – igaza volt abban, hogy a Föld földrajzát állandó mozgásban lévőnek képzelték el.
“Olyan, mint egy nagy leveses üst” – mondja Susan Hough, a kaliforniai US Geological Survey szeizmológusa. “A lemezek olyanok, mint kis kéregdarabkák a leves tetején.”
A lemezek egyfajta örökös háborút vívnak, harcolnak a helyükért a Föld felszínén
A földkéreg és a felső köpeny két rétegét írja le ez a metafora. A litoszféra – a kéreg kemény, hűvösebb része, beleértve magukat a lemezeket is – és az asztenoszféra, ahol az olvadt kőzet felfelé halad a litoszféra felé, és néha áttörik az óceánközépi gerinceknél.
A talaj a lábad alatt nem olyan sziklaszilárd, mint ahogyan azt eddig gondoltad. Mindez a konvekció és mechanikai tevékenység hajtja a lemezek mozgását. Egymásnak ütközhetnek, elcsúszhatnak egymás mellett vagy elmozdulhatnak egymástól. Egyes lemezek akár be is temetkezhetnek, vagy “szubdukálódhatnak” a szomszédos lemezek alá, “visszaforgatva” kőzetüket a Föld belsejébe.
A lemezek egyfajta örök háborút vívnak, harcolnak a Föld felszínén elfoglalt helyükért.
Azt tudjuk, hogy a lemezek elmozdultak, de hogyan tudjuk ténylegesen megrajzolni helyzetüket az időben? Scotese animációkat készített, amelyek azt mutatják, hogy mit gondolunk a kontinensek mozgásáról az elmúlt 750 millió évben.
“Olyan ez, mint egy helyszínelői nyomozás” – mondja. “Minden bizonyítékot fel kell használnod a történet elmeséléséhez, mert nincsenek szemtanúk, nincsenek videokamerák, amelyek felvételeket készítenének.”
A Mesosaurus fosszíliáit nem csak Dél-Amerikában, hanem Afrikában is megtalálták
A kihívás ellenére Scotese szerint 70 millió évre visszamenőleg elég nagy biztonsággal tudunk a múltba tekinteni. Ez azért van, mert elég pontosan nyomon tudjuk követni a tengerfenék terjedése által elért előrehaladást, hogy kiszámíthassuk, hol voltak egykor a kontinensek. De vannak különböző típusú geológiai feljegyzések is, amelyek segítségével még messzebbre tekinthetünk vissza.
Scotese az ősi fosszilis korallzátonyok példáját hozza fel. 300 és 400 millió évvel ezelőtt a mai Észak-Afrika területe átkerült a sarki szélességről a trópusi szélességekre.
“Ha alaposan megnézzük, pontosan láthatjuk, hogy mikor lépte át ezt a határt a félteke hideg felén lévő területről a meleg felére” – magyarázza Scotese. “Így jelennek meg először a korallzátonyok, és kezdenek növekedni ezeken a karbonátos platformokon.”
A fosszilis feljegyzések valóban rendkívül jelentős bizonyítékok. Ez volt persze az, ami Wegenernek kezdetben bizalmat adott az elképzeléseihez.”
Amikor a Mesosaurus élt, két kontinens szinte bármely két pontja között lehetett közlekedni
Vegyük például a Mesosaurust, a mai krokodiloktól nem különböző lényt. Hosszú, erőteljes állkapoccsal rendelkező édesvízi hüllő volt, amely 270 és 300 millió év között élt.
Itt jön a furcsa rész. Mesosaurus fosszíliákat találtak, nemcsak Dél-Amerikában, hanem Afrikában is. Édesvízi állat volt, és soha nem úszhatta volna át az Atlanti-óceánt, hogy mindkét kontinensen telepeket alakítson ki. Akkor hogyan kerültek a fosszíliái a hatalmas óceán mindkét partjára?
A válasz egyszerű: 300 millió évvel ezelőtt nem volt Atlanti-óceán. Az a két kontinens össze volt kötve, és a Mesosaurusnak soha nem kellett átúsznia ezt a távolságot.
Sőt, amikor a Mesosaurus még élt, két kontinens szinte bármely két pontja között lehetett gyalogolni. Az összes szárazföld egyesült a Pangaea szuperkontinensen – amiről Scotese azt várja, hogy körülbelül 250 millió év múlva újra megtörténik, amikor az ő “Pangaea Proxima” szuperkontinense kialakul.
Az ősi Pangaea létezését más fosszíliák eloszlása is megörökíti. A Lystrosaurus például egy óriási növényevő volt. Fosszilis maradványai ma már Afrikában, Indiában, sőt az Antarktiszon is megtalálhatók.
300 millió évvel ezelőtt után az ősi mágneses feljegyzések sokkal foltosabbá válnak
Még a Glossopteris nevű növény, egy 30 méter magasra nőtt fás cserje is segít megerősíteni azt az elképzelést, hogy egy időben az összes mai kontinens össze volt szorítva Pangaea néven.
A Glossopteris fosszilis bizonyítékait Dél-Amerikában, Afrikában, Indiában, az Antarktiszon és Ausztráliában fedezték fel. Fontos, hogy a növény magjai masszívak voltak, és nem tudtak lebegni vagy a szél által más szárazföldi tömegek felé sodródni. Az egyetlen hihető magyarázatnak egy szuperkontinenst tartanak, amelyen a magok a szárazföldön keresztül szétszóródhattak.
A bizonyítékoknak azonban mindezeknek a formáknak megvannak a korlátai. A 300 millió évvel ezelőtti időszakon túl az ősi mágneses feljegyzések sokkal hiányosabbá válnak, így nehéz szilárd bizonyítékot találni a kontinensek mozgására. És 500 millió évnél, mondja Scotese, a fosszilis feljegyzések is egyre kevésbé lesznek részletesek.
Azt illetően, hogy megjósolja, mi fog történni a jövőben, Scotese ezt mindenekelőtt úgy teszi, hogy megvizsgálja, hogyan mozognak ma a lemezek, majd extrapolálja ezt a mozgást az időben. Ez a legegyszerűbb módja az előrejelzés kidolgozásának. De – teszi hozzá – sok millió év után nem lehet megmondani, hogy milyen geológiai események okozhatnak előre nem látható változásokat ebben a mozgásban.
A lemeztektonika ad nekünk völgyeket és hatalmas hegyvonulatokat, földrengéseket és kontinenshatárokat
“A lemeztektonikai világban a lemezek lassan és egyenletesen fejlődnek, amíg nem következik be egy ilyen lemeztektonikai katasztrófa, például kontinensütközés” – mondja. “Ez alapvetően megváltoztatja a lemeztektonikai rendszereket.”
Változatos statisztikai modellek segítségével többféle lehetőség kínálkozik arra, hogyan fognak elrendeződni a kontinensek több mint 100 millió év múlva. De ez olyan messze van a jövőben, hogy senki számára sem világos, mennyire pontosak ezek.
Mégis szórakoztató spekulálni, és segít megerősíteni azt a valóságot, hogy a Föld egy aktív, dinamikus bolygó – amelynek arca folyamatosan változik. A lemeztektonika ad nekünk völgyeket és hatalmas hegyvonulatokat, földrengéseket és kontinenshatárokat. És még mindig rejtélyes, hogyan működnek.
Hough rámutat, hogy még mindig vizsgáljuk, hogy pontosan miért olyan magas a Himalájától északra fekvő Tibeti-fennsík, mint amilyen magas.
Plusz, a más bolygók lemeztektonikájáról való tudásunk hihetetlenül korlátozott. Valójában csak nemrég találtunk olyan bizonyítékokat, amelyek a tektonikára utalnak a Marson és a Jupiter holdján, az Europán.
A kontinensek valóban mozogtak – és még nem álltak meg
“Érdekes kérdésekbe ütközünk” – mondja Hough. “Például, hogy véletlen egybeesés-e, hogy egy tektonikusan aktív bolygón élünk, vagy ez valahogy fontos volt az élet kialakulásához?”
Egyelőre csak találgathatunk. De a lemeztektonika kétségtelenül jelentős szerepet játszott az élet kialakulásában és elterjedésében a Földön. A lábunk alatt mozgó talaj titkai nagyrészt feltárultak – és főként az elmúlt 50 évben.
Hosszú ideig azt hittük, hogy kevés helyhez kötöttebb és stabilabb dolog van, mint a Föld alattunk. De most már tudjuk, hogy Wegenernek elvileg igaza volt. A kontinensek valóban mozogtak – és még mindig nem álltak meg.
Csatlakozzon a BBC Earth több mint ötmillió rajongójához, ha kedvel minket a Facebookon, vagy követ minket a Twitteren és az Instagramon.
Ha tetszett ez a cikk, iratkozzon fel a bbc.com “Ha csak 6 dolgot olvasol ezen a héten” című heti hírlevelére. A BBC Future, Earth, Culture, Capital, Travel és Autos cikkeinek kézzel válogatott válogatása minden pénteken a postaládájába érkezik.