Geowissenschaften

Plattentektonik - Beweise, die die Hypothese stützen

Beweise, die die Hypothese stützen

Die auffallend ähnlichen paläozoischen Sedimentsequenzen auf allen südlichen Kontinenten und auch in Indien sind ein Beispiel für Beweise, die die Kontinentalverschiebung unterstützen. Diese DiagnoseDie Sequenz besteht aus Gletscherablagerungen, die als Tillite bezeichnet werden , gefolgt von Sandsteinen und schließlich Kohlemaßnahmen , die typisch für warmes, feuchtes Klima sind. Der Versuch, diese Abfolge in einer Welt fester Kontinente zu erklären, wirft unüberwindbare Probleme auf. Bei einer Rekonstruktion von Gondwana markieren die Tilliten jedoch zwei Eiszeiten , die während der Abwanderung dieses Kontinents über den Südpol von seiner ursprünglichen Position nördlich von Libyen vor etwa 500 Millionen Jahren und seiner endgültigen Abreise aus Südaustralien 250 Millionen Jahre später auftraten . Ungefähr zu dieser Zeit kollidierte Gondwana mit Laurentia (der Vorläuferin)auf den nordamerikanischen Kontinent), was eines der wichtigsten Kollisionsereignisse war, die Pangaea hervorbrachten .

Beiden Eiszeiten in eiszeitlichen Ablagerungen in Folge der südlichen Sahara während des Silur (443.800.000-419.200.000 Jahre) und im südlichen Südamerika , Südafrika , Indien und Australien 382.700.000-251.900.000 Jahren, überspannen den letzteren Teil des Devon , sowie des Karbon und des Perm . An jedem Ort wurden die Tillite anschließend von Wüstensand der Subtropen bedeckt, und diese wiederum durch Kohlemaßnahmen , was darauf hinweist, dass die Region in der Nähe des Paläoequators angekommen war.

In den 1950er und 1960er Jahren Die Isotopendatierung von Gesteinen zeigte, dass die auf den gegenüberliegenden Seiten des Südatlantiks gefundenen kristallinen Massive des präkambrischen Zeitalters (vor etwa 4,6 Milliarden bis 541 Millionen Jahren) in Alter und Zusammensetzung tatsächlich eng übereinstimmten , wie Wegener vermutet hatte. Es ist jetzt offensichtlich, dass sie als eine einzige Ansammlung präkambrischer Kontinentalkerne entstanden sind, die später durch die Fragmentierung von Pangaea auseinandergerissen wurden.

In den 1960er Jahren behaupteten viele Wissenschaftler, dass die Form der Küsten empfindlicher auf Küstenerosion und Veränderungen des Meeresspiegels reagieren sollte und ihre Form über Hunderte von Millionen von Jahren wahrscheinlich nicht beibehalten wird , obwohl die Beweise für die Kontinentalverschiebung erheblich zugenommen hatten . Deshalb argumentierten sie, die vermeintliche Sitz der Kontinente , die flankierend Atlantik ist zufällig . 1964 wurden diese Argumente jedoch zur Ruhe gelegt. Eine Computeranalyse vonSir Edward Bullard zeigte eine beeindruckende Anpassung dieser Kontinente an die 1.000 Meter tiefe Kontur , die die Vorstellung, dass Afrika und Südamerika einst miteinander verbunden waren, stark unterstützte. Eine Übereinstimmung in dieser Tiefe ist von großer Bedeutung und stellt eine bessere Annäherung an den Rand der Kontinente dar als die gegenwärtige Küstenlinie. Mit dieser Rekonstruktion der Kontinente, die Strukturen und stratigraphische Sequenzen von paläozoischen Bergketten im Osten Nordamerika und Nordwesteuropa im Detail angepasst werden in der Weise vorgesehen , durch Wegener.

Unglaube und Opposition

Sir Harold Jeffreys war einer der stärksten Gegner von Wegeners Hypothese . Er glaubte, dass eine Kontinentalverschiebung unmöglich ist, da die Stärke des darunter liegenden Mantels weitaus größer sein sollte als jede denkbare treibende Kraft. In Nordamerika war der Widerstand gegen Wegeners Ideen am heftigsten und fast einstimmig. Wegener wurde von praktisch jedem möglichen Standpunkt aus angegriffen - seine paläontologischen Beweise wurden Landbrücken zugeschrieben, die Ähnlichkeit der Schichten (Gesteinsschichten) auf beiden Seiten des Atlantiks in Frage gestellt und die Passform der Atlantikküste für ungenau erklärt. Diese KritikDies wird durch Berichte eines Symposiums über Kontinentalverschiebung veranschaulicht, das 1928 von der American Association of Petroleum Geologists organisiert wurde. Die Stimmung, die bei der Versammlung herrschte, wurde von einem namenlosen Begleiter ausgedrückt, der vom großen amerikanischen Geologen mit Sympathie zitiert wurdeThomas C. Chamberlin : „Wenn wir Wegeners Hypothese glauben wollen, müssen wir alles vergessen, was in den letzten 70 Jahren gelernt wurde, und von vorne beginnen.“ Die gleiche Zurückhaltung, neu anzufangen, zeigte sich etwa 40 Jahre später erneut von derselben Organisation, als ihre Veröffentlichungen das Hauptforum für die Opposition gegen die Plattentektonik darstellten .

Erneutes Interesse an Kontinentalverschiebung

Paläomagnetismus ,Polarwanderung und Kontinentalverschiebung

Ironischerweise kam die endgültige Bestätigung von Wegeners Hypothese aus dem Bereich der Geophysik , dem Thema, das Jeffreys verwendete, um das ursprüngliche Konzept zu diskreditieren. Die alten Griechen erkannten, dass einige Felsen stark magnetisiert sind , und die Chinesen erfanden den Magnetkompass im 13. Jahrhundert. Im 19. Jahrhundert erkannten Geologen, dass viele Gesteine ​​den Abdruck des Erdmagnetfeldes wie zum Zeitpunkt ihrer Entstehung bewahren . Die Untersuchung und Messung des alten Magnetfelds der Erde und des remanenten Magnetismus in Gesteinen wird als Paläomagnetismus bezeichnet. Eisenreiche Vulkangesteine ​​wie Basalt enthalten MineralienDas sind gute Rekorder für remanenten Magnetismus, und einige Sedimente richten ihre magnetischen Partikel zum Zeitpunkt der Ablagerung auch auf das Erdfeld aus . Diese Mineralien verhalten sich wie fossile Kompasse, die wie jeder im Erdfeld schwebende Magnet die Richtung zum Magnetpol und den Breitengrad ihres Ursprungs zum Zeitpunkt der Kristallisation oder Ablagerung der Mineralien anzeigen .

In den 1950er Jahren wurden paläomagnetische Studien durchgeführt, insbesondere von Stanley K. Runcorn und seine Mitarbeiter in England zeigten, dass im späten Paläozoikum der aus europäischen Daten rekonstruierte Nordmagnetpol von einer präkambrischen Position in der Nähe von Hawaii über Japan zu seinem heutigen Standort im Arktischen Ozean gewandert zu sein scheint . Dies könnte durch die Wanderung des Magnetpols selbst ( dh Polarwanderung ), durch die Migration Europas relativ zu einem festen Pol ( dh Kontinentalverschiebung) erklärt werden) oder durch eine Kombination dieser Prozesse. Wenn paläomagnetische Daten von anderen Kontinenten erhalten wurden, lieferte jeder Kontinent unterschiedliche Ergebnisse. Die Möglichkeit, dass sie das wahre Wandern der Pole widerspiegeln könnten, wurde verworfen, da dies das getrennte Wandern vieler Magnetpole im selben Zeitraum implizieren würde. Diese verschiedenen Wege könnten jedoch zu demselben Weg in Einklang gebracht werden, indem die Kontinente auf die von Wegener vorgeschlagene Weise und zu der von Wegener vorgeschlagenen Zeit verbunden werden. Mit anderen Worten, diese Analyse implizierte, dass die geografischen Unterschiede der Pole durch die Wanderung der Kontinente erklärt werden konnten. Diese geografischen Variationen werden als scheinbare Polarwanderwege bezeichnet und gelten als Artefakte der Kontinentalverschiebung.

Impressed by this result, Runcorn became the first of a new generation of geologists and geophysicists to accept continental drift as a proposition worthy of careful testing. Since then, more sophisticated paleomagnetic techniques have provided both strong supporting evidence for continental drift and a major tool for reconstructing the geography and geology of the past.

Gestation and birth of plate-tectonic theory

After World War II, rapid advances were made in the study of the relief, geology, and geophysics of the ocean basins. Largely because of the efforts of American oceanographer Bruce C. Heezen, American geologist Henry W. Menard, and American oceanic cartographer Marie Tharp, ocean basins, which constitute more than two-thirds of Earth’s surface, became well enough known to permit serious geologic analysis. The studies revealed three very important types of features present on the ocean floor. The first type appears as broad bulges in the oceanic crust known as ocean ridges. The second set of features was revealed as deep and narrow linear troughs known as oceanic trenches. The third type occurred in seismically active fracture zones and became known as transform faults.

Entdeckung der Merkmale des Ozeanbeckens

Systematische Messungen der Meerestiefe, die Mitte des 20. Jahrhunderts durchgeführt wurden, und die dreidimensionalen Reliefkarten, die aus diesen Untersuchungen erstellt wurden, ergaben breite, relativ erhöhte Werte oceanic ridges that form an interconnected network about 65,000 km (40,000 miles) in length and nearly girdle the globe. Ocean ridges have elevations that typically rise 2 to 3 km (1.2 to 1.9 miles) above the surrounding seafloor and widths that range from a few hundred to more than 1,000 km (600 miles). Their crests tend to be rugged and are often endowed with a rift valley at their summit where fresh lava, high heat flow, and shallow earthquakes typical of extensional environments (areas where the crust is stretched rather than compressed) are found.

These surveys also revealed long, narrow depressions—oceanic trenches—that virtually ring the Pacific Ocean; a few also occur in the northeastern part of the Indian Ocean, and some small ones are found in the central Atlantic Ocean that encircle the Caribbean Plate. Elsewhere they are absent. In contrast to ocean ridges, trenches have low heat flow, are often (but not always) filled with thick sediments, and lie at the upper edge of the Wadati-Benioff zone of compressive earthquakes. Trenches may border continents, as in the case of western Central and South America, or may occur in mid-ocean, as, for example, in the southwestern Pacific.

Offsets of up to several hundred kilometres along oceanic ridges and, more rarely, trenches were also recognized, and these fracture zones—later termed transform faults—were described as transverse features consisting of linear ridges and troughs. In oceanic domains, these faults were found to occur approximately perpendicular to the ridge crest, continue as fracture zones that extend over long distances, and terminate abruptly against continental margins. They are not sites of volcanism, and their seismic activity is restricted to the area between offset ridge crests, where earthquakes indicating horizontal slip are common.