Százéves a kontinensvándorlás-elmélet

Sodródó világok

Tudomány

Száz éve publikálta először teóriáját a különleges sorsú tudós, Alfred Wegener, ami a modern lemeztektonikai elmélet alapjait jelentette.

A geológia és a földtörténet forradalmasítója eredetileg nem geológusnak készült: a berlini születésű Alfred Wegener (1880-1930) fizikát, csillagászatot és meteorológiát tanult - szülővárosában, Heidelbergben és Innsbruckban. Leginkább meteorológiával és klimatológiával kapcsolatos kérdések foglalkoztatták - ez utóbbi, erősen interdiszciplináris stúdium is joggal tartja számon alapító atyái között. Először 1906-ban vett részt Grönlandon egy, a sarkkörön túli viszonyokat tanulmányozó expedíción, de később is többször visszatért ide, többek közt minden szempontból utolsó útjára. A patinás Marburgi Egyetemen tanított meteorológiát, alkalmazott csillagászatot, és a kozmosz fizikáját - eközben megírta grönlandi kutatásainak eredményét, Az atmoszféra termodinamikáját.

Kutyavilág

Wegener éppen száz éve, a Német Földtani Társulat rendezte frankfurti előadásán fejtette ki először a kontinensvándorlás elméletét, majd három cikket publikált e témában egy német geológiai periodikában. Nézetei finoman szólva sem arattak sikert, ám ő nem zavartatta magát a gúnykacajtól, az outsidernek szóló dühös letorkollásoktól. Három évvel később, 1915-ben (már túl a második grönlandi expedíción, házasságkötésén és az első világháború kitörésén) könyvben is megjelentette a Föld tektonikus elméletének alapjait.

A kontinensek és óceánok eredete című opus születését többek között az motiválta, hogy összekötő kapcsot teremtsen az őt különösen érdeklő geofizika, illetve a földrajz és a geológia tudománya között, amelyeket akkoriban csaknem áthatolhatatlan szakadék választott el egymástól. Műve, a már említett lekicsinylésektől eltekintve, nem váltott ki jelentősebb visszhangot, s bár ez nyilvánvalóan nem töltötte el elégedettséggel, különösképpen nem is bánta. Csak a háború végéig vagy 20 jelentősebb tanulmányt publikált (igen széles merítésű, főképp meteorológiai és geofizikai témákban) - s jelentős részük kulcsfontosságú eredményeket tartalmazott, sokszor új kutatási területeket jelölt ki. Később sem volt ideje bánkódni elméletének értetlenséggel párosultan ellenséges fogadtatásán. Amikor 1922-ben megjelent könyvének harmadik, amúgy már teljesen átdolgozott kiadása, némi vita is kibontakozott műve körül, ám csak kevesen álltak mellé (például Du Toit, a jeles dél-afrikai geológus). A háború után többek között olyan érdekfeszítő feladványokkal foglalkozott, mint a tornádók keletkezési mechanizmusa (ebben is úttörőnek számított!), apósával, Wladimir Köppennel, a ma is használatos éghajlati övezeti rendszer megalkotójával pedig úgyszólván megalapozta a régmúlt geológiai periódusok klímájával foglalkozó paleoklimatológia tudományát. Emellett dolgozott (meteorológusként) a Német Tengerészeti Obszervatóriumban, tanított a Hamburgi Egyetemen, végül 1923-ban Grazban kapott állást: élete utolsó hét évében az itteni egyetemen volt a meteorológia és a geofizika professzora. Nem mondott le a kontinensvándorlás elméletének propagálásáról, ám különösebb sikert nem aratott vele, így 1929-ben harmadszor is visszatért az egykor zöldnek nevezett szigetre, hogy megalapozza a következő évi kulcsfontosságú küldetését. Az 1930-as, negyedik grönlandi expedíciójáról azonban nem tért vissza. Egy 14 fős csapat élén három állandó kutatóállomás létrehozásán dolgozott, amelyekről tanulmányozni lehetett a grönlandi jég vastagságát - ráadásul egész évben szolgáltathattak meteorológiai adatokat. A munka a kései olvadás miatt csúszott, ráadásul ősz elejére -60 fokra csökkent a hőmérséklet. Egy grönlandi inuit kísérőjével (Rasmus Villumsen) együtt indultak el Eismitte-nek elnevezett táborukból nyugat felé, ám a készletek szűkössége miatt nem vittek élelmet a szánhúzó kutyáknak (figyelem, kutyabarát olvasóink itt ugorjanak!): inkább útközben sorra leölték őket, és a húsukkal táplálták a többieket. Végül egyikük sem érkezett meg. Wegener valószínűleg szívrohamot kapott a túlterheléstől: sírjára - melyre sílécét tűzte a társa - a testvére talált rá. Társa holtteste sohasem került elő: ő s vele Wegener rendkívül értékes naplója valahol az azóta felhalmozódott százméternyi hó és jég alatt pihenhet.

Húzza a hold?

Wegener agyát ugyanaz mozgatta meg, mint napjainkban is oly sok, az atlasszal ismerkedő gyerekét: észrevette, hogy a kontinensek körvonalai sok esetben szinte egymáshoz illeszthetők. E tekintetben korántsem ő volt az első. Jeles elődei közül megemlítenénk Francis Bacont, aki állítólag már 1620-ban felhívta a figyelmet arra, hogy némely kontinensek partvonala feltűnő egyezést mutat, más tudománytörténészek még ő elé helyezik Orteliust (1527-1598), a jeles flamand térképészt. Sokáig sorolhatnánk még azokat, akiknek feltűnt a hasonlóság (Benjamin Franklin és Alexander Humboldt nevét írjuk ide), de az elmélet létrejöttében legalább ekkora szerepet játszottak azok a paleontológusok, akik úgy találták, hogy bizonyos őslénytani leletek egyszerre lelhetők fel a ma elkülönülten álló déli kontinenseken, szigeteken és szubkontinenseken (beleértve a közben északra vándorolt Indiát), amire nehéz más magyarázatot találni, mint hogy ezek valaha egységet alkottak. A kontinensek mozgásának a maga korában eretnek gondolata tehát régóta "benne volt a levegőben", amikor Wegener komplett rendszert alkotva, az általa egyaránt magas színvonalon művelt sok-sok tudományterület érveit és bizonyítékait bevetve megalkotta belőle a maga teóriáját - igaz, ez is jó tíz évbe telt. A német geofizikus ráadásul nem is csak a kontinensek peremét "rakta" össze. A kontinentális selfek, azaz a földrészek folytatásának tekinthető, sekély tenger borította zónák összeillesztését is elvégezte és feltűnő egyezéseket kapott szinte valamennyi kontinens tekintetében. Teóriája szerint az összes ma ismert földrész valaha egy egységet alkotott (ő ezt Urkontinentnek, őskontinensnek nevezte el - később a Pangea kifejezés honosodott meg), melyet óriási erejű fizikai hatások daraboltak fel. De éppen ez volt a teória gyenge pontja: nem tudott valós választ adni arra a kérdésre, mi is mozgatja a kontinenseket. Utólag visszatekintve szellemesnek, mégis kicsit naivnak tűnik a megoldása: szerinte a gravitációs árapályhatás, no és a Föld forgástengelyének változékonyságából fakadó centrifugális erő lökdösi az Egyenlítő felé a kontinenseket, amelyek eközben egymással ütközve felgyűrik a hegységeket. Fantáziátlan kortársai az akkor uralkodó, alapelveiben még Newtontól eredeztethető teóriában hittek: a Föld felszíni formáit bolygónk hűlése és ebből következő összehúzódása alakította ki. Így éppen azt az elemet kezdték ki elméletében, ami mai szemmel is valósnak tűnik, vagyis hogy a hegységek a szilárd kontinenslemezek nagy nyomás alatt bekövetkező gyűrődéseiből keletkeztek. Az ellenfelek nem hitték el, hogyan képesek az olyan rigid objektumok, mint a kéreglemezek, hirtelen képlékenynek mutatkozni anélkül, hogy megolvadnának. Csupán a folyamatok elképesztően széles időskáláját és a nagy mozgó tömegek hosszú idő alatt ható nyomásából fakadó erők szerkezetmódosító hatását hagyták figyelmen kívül - no, de könnyű utólag okosnak lenni.

Így megy ez

A mozgató mechanizmus megalkotása mellett még egy-két igazán erős bizonyíték is hiányzott ahhoz, hogy a kontinensvándorlást feltételező (s azt meg is magyarázó) lemeztektonikai elmélet szélesebb körben elfogadottá váljon, s egyben elnyerje modern alakját. Ehhez az ötvenes-hatvanas évek kutatásai kellettek: például az, hogy a földrengések térképre vitt epicentrumai mintegy kirajzolják azon litoszféralemezek határát, melyek többek között a kontinenseket is a hátukon cipelik. (Litoszféra: a Föld külső, szilárd és merev kőzetburka, amely a kéregből és a felső köpenyből áll. Ez alatt található a köpeny asztenoszféra nevű forró, képlékeny része.)

Emellett szükséges volt a tengeraljzat-szétterjedés (Wegener által csak sejtett és megelőlegezett) elmélete, vagyis az, hogy a csupán a múlt század ötvenes éveiben felfedezett óceáni hátságokban a feltörő magma révén folyamatosan születik meg és terjed szét az óceáni aljzat, amit az óceánfeneket alkotó kőzetek geomágneses vizsgálata is megerősített. Kiderült, hogy az eltérő mágnesezettségű szeletek az aljzat keletkezésétől távolodva felváltva helyezkednek el, ráadásul szimmetrikusan - követve a földtörténet periodikus mágneses pólusváltásait.

E teóriák, összefüggések és még számos további geofizikai megfontolás és bizonyíték figyelembevételével született meg a ma ismert lemeztektonikai modell 1.0-s verziója, mely szerint a lemezek mozgását a Föld már kőzetolvadékból álló belső héjában, a földköpenyben kialakuló úgynevezett konvekciós áramlások gerjesztik. Az alsó köpenyben felmelegedő magma, kisebb sűrűségű lévén, felfelé törekszik, s a már említett óceánközepi hátságokon, no meg az úgynevezett forrópontokon tör a felszínre (jó példa erre a Badacsony, a Szent György-hegy vagy a Somló). Az óceáni kéreg folyamatos növekedése már önmagában is hozzájárul a tektonikus lemezek mozgásához, amelyek eközben rendre ütköznek egymással, gyakorta pedig (jelentős feszültségek keletkezése mellett) súrlódnak egymás mellett (ez történik például a kaliforniai Szent András-törésvonal mentén). A legizgalmasabb jelenség azonban a szubdukció, azaz alábukás: ilyenkor a tengeraljzat-szétterülés révén növekvő óceáni kéreg és a kontinentális kéreg között addig nő a feszültség, míg a nagyobb sűrűségű, ám vékonyabb óceáni lemez alábukik, majd a köpenybe jutva tulajdonképpen lezárja a konvekciós kört. Ugyanakkor ezekben a szubdukciós zónákban a köpenyanyagba olvadó, vízben gazdag óceáni lemezanyag aktív vulkanizmust hoz létre, s az alábukás közben fellépő óriási mechanikai feszültségek sokszor gigantikus földrengésekben pattannak ki. A lemeztektonikai kutatások ma már a legfontosabbak közé tartoznak, szinte forradalom zajlik ezen a tudományterületen, melynek jelentőségét sokan Wegener egykori eredményeihez hasonlítják. E kutatásoknak köszönhetően ma már sokkal többet tudunk, mint ő a maga korában - ám a lemeztektonikáról való ismereteink dinamikus bővülése még jobban kiemeli Wegener tudománytörténeti érdemeit. És nem is csak arról van szó, hogy immár sokkal részletesebben ismerjük a tektonikus mikrolemezek elhelyezkedését és szerepét a helyi geológiai formációk és jelenségek kialakulásában. A földrengések és vulkánkitörések mellett előkerülhetnek a "szimplább" hegységképződési folyamatok is vagy olyan lokális földtörténeti események, mint például a Kárpát-medence kialakulása - két, távolabbról idesodródott tektonikus lemezdarab (terrén) együttes munkája révén. És ezek a terrének a talpunk alatt, titokban ma is kétfelé osztják hazánkat nagyjából a Zágráb-Zemplén-vonal mentén!

Egyre többet tudunk a tektonikus mozgások mechanizmusáról, masinériájáról és ami az új nézőpont alapján a legfontosabb, annak holisztikus egyensúlyáról. A legújabb kutatások szerint a lemeztektonika egy önszabályozó rendszer, amelyben bonyolult kölcsönhatások formálják bolygónk fizimiskájának mindenkori állapotát. De arról is többet tudunk már, hogyan kelt feszültséget a rideg s a hőt rosszul vezető kőzetlemezek repedéseiben elakadó olvadék, s hogyan vezet mindez a nagyobb kontinensek feldarabolódásához. Kiderült az is, hogy a Pangea nem az egyetlen szuperkontinens: számtalan elődje volt, melyek idővel maguk is darabokra töredeztek. Ám a kontinensek ezt követően újra és újra egy tömbbé álltak össze, és az egész ciklus kezdődhetett elölről.

Neked ajánljuk