Ypatingas žemės litosferos bruožas, susijęs su mūsų planetos globalios tektonikos reiškiniu, yra dviejų tipų pluta: žemyninė, sudaranti žemynines mases, ir vandenyninė. Jie skiriasi sudėtimi, struktūra, storiu ir vyraujančių tektoninių procesų pobūdžiu. Svarbus vaidmuo funkcionuojant vienai dinaminei sistemai, kuri yra Žemė, priklauso vandenyno plutai. Norint išsiaiškinti šį vaidmenį, pirmiausia reikia atsižvelgti į jam būdingas savybes.
Bendrosios charakteristikos
Okeaninio tipo pluta sudaro didžiausią planetos geologinę struktūrą – vandenyno dugną. Šios plutos storis yra nedidelis, nuo 5 iki 10 km (palyginimui, žemyninio tipo plutos storis vidutiniškai yra 35–45 km ir gali siekti 70 km). Jis užima apie 70% viso Žemės paviršiaus ploto, tačiau pagal masę beveik keturis kartus prastesnis už žemyninę plutą. Vidutinis tankisuolienų yra beveik 2,9 g/cm).
Skirtingai nei atskiri žemyninės plutos blokai, okeaninis yra viena planetinė struktūra, tačiau ji nėra monolitinė. Žemės litosfera yra padalinta į daugybę mobilių plokščių, kurias sudaro plutos ir apatinės viršutinės mantijos dalys. Okeaninio tipo pluta yra visose litosferos plokštėse; yra plokščių (pavyzdžiui, Ramiojo vandenyno arba Naskos), kurios neturi žemyninės masės.
Plokštės tektonika ir plutos amžius
Okeaninėje plokštėje išskiriami tokie dideli konstrukciniai elementai kaip stabilios platformos – talasokratonai – ir aktyvūs vidurio vandenyno kalnagūbriai bei giliavandenės tranšėjos. Riebalai yra plokščių plitimo arba atsiskyrimo ir naujos plutos susidarymo vietos, o tranšėjos yra subdukcijos zonos arba vienos plokštės subdukcija po kitos kraštais, kur pluta sunaikinama. Taigi vyksta nuolatinis jos atsinaujinimas, dėl ko seniausios šio tipo plutos amžius neviršija 160–170 milijonų metų, tai yra, ji susiformavo juros periodu.
Kita vertus, reikia turėti omeny, kad okeaninis tipas Žemėje atsirado anksčiau nei žemyninis (tikriausiai Katachėjų – Archeanų sandūroje, maždaug prieš 4 mlrd. metų) ir jam būdingas daug primityvesnė struktūra ir kompozicija.
Kas ir kaip yra žemės pluta po vandenynais
Šiuo metu paprastai yra trys pagrindiniai vandenyno plutos sluoksniai:
- Nusėdos. Jis buvo išsilavinęsdaugiausia karbonatinių uolienų, iš dalies – giliavandenių molių. Šalia žemynų šlaitų, ypač prie didelių upių deltų, taip pat yra terigeninių nuosėdų, patenkančių į vandenyną iš sausumos. Šiose vietovėse kritulių storis gali siekti kelis kilometrus, tačiau vidutiniškai nedidelis – apie 0,5 km. Netoli vandenyno vidurio kalnagūbrių kritulių praktiškai nėra.
- Baz altinis. Tai pagalvės tipo lavos, išsiveržusios, kaip taisyklė, po vandeniu. Be to, į šį sluoksnį įeina sudėtingas apačioje esančių pylimų kompleksas – specialios įdubos – iš dolerito (tai yra ir baz alto) kompozicijos. Vidutinis jo storis 2–2,5 km.
- Gabbro-serpentinitas. Jį sudaro įkyrus baz alto analogas – gabro, o apatinėje dalyje – serpentinitai (metamorfuotos ultrabazinės uolienos). Šio sluoksnio storis seisminiais duomenimis siekia 5 km, o kartais ir daugiau. Jo padas nuo viršutinės mantijos, esančios po pluta, atskirtas specialia sąsaja – Mohorovichich riba.
Okeaninės plutos struktūra rodo, kad iš tikrųjų šis darinys tam tikra prasme gali būti laikomas atskirtu viršutiniu žemės mantijos sluoksniu, susidedančiu iš kristalizuotų uolienų, kurią iš viršaus dengia plonas jūrinių nuosėdų sluoksnis.
Vandenyno dugno „konvejeris“
Aišku, kodėl šioje plutoje mažai nuosėdinių uolienų: jos tiesiog nespėja kauptis dideliais kiekiais. Auga iš plitimo zonų vandenyno vidurio kalnagūbrių srityse dėl karšto antplūdžiomantijos medžiaga konvekcinio proceso metu, litosferos plokštės tarsi neša vandenyno plutą vis toliau nuo susidarymo vietos. Juos nuneša tos pačios lėtos, bet galingos konvekcinės srovės horizontalioji dalis. Subdukcijos zonoje plokštelė (ir jos sudėtis esanti pluta) vėl pasineria į mantiją kaip š alta šio srauto dalis. Tuo pačiu metu didelė kritulių dalis yra nuplėšiama, susmulkinama ir galiausiai padidina žemyninio tipo plutą, tai yra, sumažina vandenynų plotą.
Okeaninio tipo pluta turi tokią įdomią savybę kaip magnetinės juostos anomalijos. Šios kintamos baz alto tiesioginio ir atvirkštinio įmagnetinimo sritys yra lygiagrečios plitimo zonai ir yra simetriškai abiejose jos pusėse. Jie atsiranda kristalizacijos metu baz altinei lavai, kai ji įgauna išliekamąjį įmagnetinimą pagal geomagnetinio lauko kryptį tam tikroje epochoje. Kadangi jis ne kartą patyrė inversijas, įmagnetinimo kryptis periodiškai keisdavosi į priešingą. Šis reiškinys naudojamas paleomagnetiniam geochronologiniam datavimui, o prieš pusę amžiaus jis buvo vienas stipriausių argumentų plokščių tektonikos teorijos teisingumo naudai.
Okeaninio tipo pluta medžiagų cikle ir Žemės šilumos balanse
Dalyvaudama litosferos plokščių tektonikos procesuose, vandenyno pluta yra svarbus ilgalaikių geologinių ciklų elementas. Toks, pavyzdžiui, yra lėtas mantijos ir vandenyno vandens ciklas. Mantijoje yra daugvandens, o nemažas jo kiekis patenka į vandenyną formuojantis jaunos plutos baz alto sluoksniui. Tačiau egzistavimo metu pluta, savo ruožtu, praturtėja dėl nuosėdinio sluoksnio susidarymo vandenyno vandeniu, kurio didelė dalis, iš dalies surišta, subdukcijos metu patenka į mantiją. Panašūs ciklai taikomi ir kitoms medžiagoms, pvz., anglies.
Plokštelių tektonika vaidina pagrindinį vaidmenį Žemės energijos balanse, todėl šiluma lėtai tolsta nuo karštų vidų ir nuo paviršiaus. Be to, žinoma, kad per visą geologinę planetos istoriją per ploną plutą po vandenynais atidavė iki 90% šilumos. Jei šis mechanizmas neveiktų, Žemė šilumos pertekliaus atsikratytų kitaip – galbūt kaip Venera, kur, kaip teigia daugelis mokslininkų, įvyko visuotinis plutos sunaikinimas, kai perkaitusi mantijos medžiaga išsiveržė į paviršių.. Taigi, vandenyno plutos svarba mūsų planetos funkcionavimui gyvybei tinkamu režimu taip pat yra nepaprastai didelė.
